Geïnspireerd door de sublimatie van kometair ijs hebben wetenschappers van het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in de VS een nieuwe methode ontdekt voor het maken van batterijmaterialen. Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Energy op 6 maart, onthult dat lithiumoxide (Li2O) sublimatie de productie van enkelkristal batterijcomponenten aanzienlijk kan verbeteren.
Het PNNL-team ontdekte dat Li2O-damp de chemische reactie versnelt die nodig is om enkelkristallen te vormen wanneer het wordt gemengd met nikkelrijke precursoren. Dit proces vindt plaats onder atmosferische druk, waardoor het potentieel sneller, efficiënter en goedkoper is dan de huidige methoden. Van enkelkristalmaterialen is bekend dat ze de levensduur en stabiliteit van batterijen verbeteren, waardoor micro-scheurvorming tijdens laadcycli wordt voorkomen.
“Deze ontdekking biedt een potentieel snellere, efficiëntere en goedkopere route om de productie van nikkelrijke lithium-ionbatterijen op te schalen”, aldus Jie Xiao, co-auteur van het artikel. De sublimatiemethode maakt ook de directe omzetting van gebruikte polykristallijne materialen in enkelkristallen mogelijk, waardoor het recyclingproces wordt vereenvoudigd en afval wordt verminderd. Deze nieuwe kristallen hebben stabiliteit aangetoond over 1.000 laad-/ontlaadcycli, wat langere batterijen belooft.
Het team is nu gefocust op het opschalen van het proces met industriële partners om de productiekosten te verlagen. Ze streven ernaar om tegen 2026 enkelkristallen te leveren aan strategische partners, waarmee de weg wordt vrijgemaakt voor meer betaalbare en duurzame batterijen voor verschillende toepassingen, waaronder elektrische voertuigen en netopslag.