Inspiriert von der Sublimation von Kometeneis haben Wissenschaftler am Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in den USA eine neuartige Methode zur Herstellung von Batteriematerialien entdeckt. Die am 6. März in Nature Energy veröffentlichte Studie zeigt, dass die Sublimation von Lithiumoxid (Li2O) die Produktion von Einkristall-Batteriekomponenten deutlich verbessern kann.
Das PNNL-Team fand heraus, dass Li2O-Dampf die chemische Reaktion beschleunigt, die zur Bildung von Einkristallen erforderlich ist, wenn er mit nickelreichen Vorläufern gemischt wird. Dieser Prozess findet bei Atmosphärendruck statt, was ihn potenziell schneller, effizienter und kostengünstiger macht als aktuelle Methoden. Es ist bekannt, dass Einkristallmaterialien die Lebensdauer und Stabilität von Batterien verbessern und die Entstehung von Mikrorissen während der Ladezyklen verhindern.
„Diese Entdeckung bietet einen potenziell schnelleren, effizienteren und kostengünstigeren Weg zur Skalierung der Herstellung von nickelreichen Lithium-Ionen-Batterien“, sagte Jie Xiao, Mitautor der Studie. Die Sublimationsmethode ermöglicht auch die direkte Umwandlung von gebrauchten polykristallinen Materialien in Einkristalle, was den Recyclingprozess vereinfacht und Abfall reduziert. Diese neuen Kristalle haben eine Stabilität über 1.000 Lade-/Entladezyklen gezeigt, was langlebigere Batterien verspricht.
Das Team konzentriert sich nun auf die Skalierung des Prozesses mit Industriepartnern, um die Herstellungskosten zu senken. Sie wollen bis 2026 strategische Partner mit Einkristallen beliefern und so den Weg für erschwinglichere und langlebigere Batterien für verschiedene Anwendungen ebnen, darunter Elektrofahrzeuge und Netzspeicher.