Bättre batterier för elbilar med nytt nanomaterial

Forskare vid Mittuniversitetet har utvecklat bättre batterier med hjälp av ett nytt nanomaterial. Dessa nya resultat, som publicerats i Scientific Reports, visar att kapaciteten i batterierna kan öka med 25% och den nya metoden kan vara särskilt viktigt för elbilsbranschen.

Manisha Phadatare i labbet.
Manisha Phadatare, doktor i materialfysik, i labbet på forskningscentret FSCN. Foto: Joachim Kjellgren, Mittuniversitetet.

Forskningen vid Mittuniversitetet har tagit sig an ett problem som gäckat den internationella batteriforskningen under lång tid. Det har länge varit känt att kisel kan öka lagringskapaciteten i litium-jon batterier, men utmaningen har hittills varit att kunna visa på en metod som är potentiellt skalbar för industriell tillverkning.


Rohan Patil och Manisha Phadatare vid FSCN research centre. Foto: Joachim Kjellgren, Mittuniversitetet.

− Vårt nya anodmaterial består av grafen och kiselnanopartiklar. I våra första försök består materialet av 6% kiselnanopartiklar. Detta ökar lagringskapaciteten i hela batteriet med 10%. Nu arbetar vi med att öka andelen kisel i materialet för att nå en nivå där batterierna blir 25% bättre, säger Manisha Phadatare, doktor i materialfysik, som genomfört studien tillsammans med Rohan Patil och övriga batteriforskare vid Mittuniversitetet. 

− Det är utomordentligt viktigt för elbilar att kunna lagra mycket energi per vikt. Det innebär att varje ökning av lagringskapaciteten kan ge längre körsträcka eller så väljer man att omsätta detta i billigare och lättare batterier, säger Nicklas Blomquist, doktor i materialfysik vid forskningscentret FSCN på Mittuniversitetet.  

− Vår process för att tillverka nanomaterialet kan skalas upp till industriella nivåer vilket gör att resultaten har relevans utanför det rent akademiska. Tidigare studier har visat på att nanokisel kan öka lagringsförmågan, men metoderna har inte varit potentiellt skalbara på samma sätt som vår nya metod, säger Håkan Olin, professor i materialfysik vid Mittuniversitetet.

– En annan fördel med vår teknik är att råvarorna i stort består av billigt kiselpulver och grafit. Det gör tekniken mer miljövänlig och dessutom blir batterierna billigare, säger Manisha Phadatare.

Forskningen har gjorts i samarbete med forskare vid Uppsala Universitet och D. Y. Patil Education Society (Deemed University), Kolhapur. Forskningen har finansierats av Energimyndigheten, Vinnova, STINT, KK-stiftelsen och EU samt stöttas av ett antal företag där ett speciellt nära samarbete har skett med Vesta Si, 2D Fab, och Woxna Graphite.


Forskningen kring bland annat framtidens batterier engagerar flera av Mittuniversitetets forskare. Foto: Joachim Kjellgren, Mittuniversitetet.

Den fortsatta forskningen bedrivs inom projektet DRIVE där forskarna tar ett brett grepp på grön energi, energilagring och distribution och batteriforskningen är inriktad på att utveckla nästa generations batterier.

Resultaten har publicerats i Scientific Reports:
https://www.nature.com/articles/s41598-019-51087-y

Kontaktpersoner:
Nicklas Blomquist, doktor i materialfysik vid forskningscentret FSCN på Mittuniversitetet, 010-142 80 86, nicklas.blomquist@miun.se
Manisha Phadatare, doktor i materialfysik vid Mittuniversitetet, 010-142 78 85, manisha.phadatare@miun.se  (engelska)