Forskare vid FSCN forskningscentrum har utvecklat batterier med hög kapacitet med ett nytt nanomaterial.

Manisha och Rohan 01.jpg

Dessa nya resultat, publicerade i Scientific Reports (2019), visar en kapacitetsökning med 10%. Denna ökning kommer att vara av betydelse för elbilsindustrin.

Nya nanomaterial för bättre batterier

Forskningen vid Mittuniversitetet har löst ett problem som intresserat det internationella batteriforskningssamhället under lång tid. Det har varit känt att kisel kan öka lagringskapaciteten för litiumjonbatterier, men hittills har ingen kunnat visa en metod som kan vara skalbar för industriell tillverkning.

"Vårt nya anodmaterial består av grafen och kisel-nanopartiklar. I våra första experiment består materialet av 6% kiseldioxid-nanopartiklar. Detta ökar lagringskapaciteten för hela batteriet med 10%. Nu arbetar vi för att öka andelen kisel i material för att nå en nivå där batterierna blir 15% bättre ", säger Manisha Phadatare, post doc i materialvetenskap vid FSCN forskningscentrum, som genomförde studien tillsammans med Rohan Patil och andra batteriforskare vid Mittuniversitetet.

"Det är oerhört viktigt för elbilar att kunna lagra en stor mängd energi per vikt. Detta innebär att varje ökning av lagringskapaciteten kan resultera i längre körsträcka eller att du kan välja att omvandla detta till billigare och lättare batterier", säger Nicklas Blomquist, doktor i materialvetenskap vid FSCN forskningscentrum.

"Vår process för att producera denna typ av nanomaterial kan potentiellt skalas upp till industriella nivåer, vilket resulterar i relevans utöver den akademiska forskningen. Tidigare studier har visat att nanosilikon kan öka lagringskapaciteten, men metoderna har inte varit potentiellt skalbara i samma som vår nya metod, säger Håkan Olin, professor i materialfysik vid Mittuniversitetet.

"En annan fördel med vår teknik är att råvarorna till stor del består av billigt kiselpulver och grafit. Detta gör tekniken mer miljövänlig och batterierna blir också billigare," säger Manisha Phadatare.

Forskningen gjordes i samarbete med forskare vid Uppsala universitet och D.Y. Patil Education Society University, Kolhapur i Indien. Forskningen har finansierats av Energimyndigheten, Vinnova, Knowledge Foundation, STINT och EU och har stöttats av ett antal företag där ett särskilt nära samarbete har ägt rum med Vesta Si, 2D Fab och Woxna Graphite. Fortsatt forskning bedrivs inom projektet DRIVE där forskarna tar ett brett grepp om grön energi, energilagring och distribution och batteriforskning är inriktad på att utveckla nästa generations batterier.

Projektet för litiumjonbatterier finansieras huvudsakligen av Energimyndigheten (bidragsnummer: 2014-001912) och samfinansieras av EU: s regionalfond (KM2 2016-2019 och DRIVE 2019-2021), Knowledge Foundation, STINT (IB-2018 7535 ) och Vinnova (bidragsnummer: 2017-03616)

Under tidsperioden 2020-2022 utvecklas projektet ytterligare och focuserar på uppskalningsmöjligheter för kompositer av kisel och grafén tillsammans med partnerföretagen 2D fab, Vesta Si, Uppsala Universitet. Projektet finansieras av innovationsprogrammet SIO Grafen med stöd från Vinnova, Formas och Energimyndigheten. 

Läs mer om forskningen inom Litiumjonbatterier

Läs mer om forskningen inom Aluminiumbatterier

 

Finansiärer