Een team wetenschappers in Zuid-Korea heeft een innovatieve methode ontwikkeld voor de productie van batterij-elektroden met een hoge capaciteit, geïnspireerd op hetzelfde sproeidroogproces dat wordt gebruikt voor het maken van oploskoffie. Deze doorbraak zou een belangrijke rol kunnen spelen in de ontwikkeling van volgende generatie batterijtechnologieën, zoals solid-state- en lithium-zwavelbatterijen.
Batterijelektroden worden doorgaans geproduceerd door actieve materialen, geleidende additieven en bindmiddelen te mengen. Dit kan met een natte methode met oplosmiddelen, of een droge methode met vaste poeders. Hoewel het droge proces duurzamer is en mogelijk een hogere energiedichtheid oplevert, kampt het met inconsistente menging – een groot obstakel voor commerciële opschaling.
Om dit te verhelpen, gebruikten onderzoekers een sproeidroogtechniek die veel wordt gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie. Door een vloeibaar mengsel in een verwarmde kamer te spuiten, verdampt het oplosmiddel snel, waardoor een fijn gemengd poeder achterblijft. Dit poeder wordt vervolgens gebruikt om droge elektroden te creëren met een uniformere structuur en betere prestaties.
Tijdens tests bereikten deze droge elektroden een oppervlaktecapaciteit van ongeveer 7 mAh/cm² – aanzienlijk hoger dan de 2–4 mAh/cm² die wordt aangetroffen in huidige commerciële elektroden. Het team ontdekte ook nieuwe inzichten in factoren die degradatie van batterijen veroorzaken, naast de typische slijtage door laadcycli.
Senior onderzoeker Jihee Yun bevestigde dat het team zich nu richt op het opschalen van de technologie voor industrieel gebruik: "Door middel van verder onderzoek zijn we van plan de productiekosten te verlagen, de mogelijkheden voor massaproductie te verbeteren en de technologische volwassenheid te vergroten voor latere overdracht aan bedrijven."
De innovatie sluit aan bij bredere wereldwijde inspanningen om de duurzaamheid en efficiëntie van batterijen te verbeteren. In de VS recyclet startup Re/cell lithium uit afgedankte Tesla-batterijen voor gebruik in drones en onbemande voertuigen. Ingenieurs ontwikkelen ondertussen productietechnieken waarmee elektrische autobatterijen sneller kunnen worden opgeladen bij koud weer – een bekende uitdaging voor de acceptatie van elektrische auto's in koudere klimaten.
Voor warme regio's, waar hoogwaardige en thermisch stabiele batterijen van cruciaal belang zijn voor elektrische voertuigen die in extreme hitte rijden, kunnen dergelijke ontwikkelingen van invloed zijn op toekomstige importstrategieën, lokalisatiemogelijkheden en oplossingen voor netwerkopslag.
