Effektivare batterier med grafen och kisel

Vässad energilagring tack vare nya material. Foto: Shutterstock

Via en skalbar ugnsteknik skapas kiselnanopartiklar på grafen i litiumjonbatterier. Där kan ett genombrott för framtidens nya superbatterier ha skett, visar ny svensk forskning.

Ett batteriprojekt inom det strategiska innovationsprogrammet SIO Grafen har gjort betydande framsteg sedan starten 2017.

Här har Mittuniversitetet i Sundsvall, tillsammans med Uppsala universitet och grafentillverkaren 2D fab och kiseltillverkaren Vesta SI jobbat med idén om att skapa batterier som är långt mycket mer effektiva än konventionell teknik.

– Vi ser ett genombrott för en ny metod att tillverka ett grafenkiselbaserat anodmaterial för litiumjonbatterier. Jag tror vi kan ha en demonstrerad produkt framme inom tre år, säger Manisha Phadatare, forskare på Mittuniversitetet.

Enormt behov

Behovet av effektiva batterier är enormt och ska spela en viktig roll i övergången till ett fossilfritt samhälle. Bara sett till transporter är den uppskattade efterfrågan på energilagring ständigt ökande. År 2022 fanns det 30 miljoner elfordon världen över, år 2030 är uppskattningen 240 miljoner elbilar enligt det internationella energirådet IEA. Det betyder många elbilsbatterier.

– Batterier och energilagring är ett av vår tids allra hetaste forskningsområden. För att möta efterfrågan krävs en förbättrad batterikapacitet, säger Manisha Phadatare.

Bra prestanda

Resultaten visar att grafen i sig leder till förbättrade elektriska egenskaper på grund av dess ledningsförmåga och ytarea. Här fungerar grafen bäst som additiv vilket är gynnsamt för skalbarhet av tekniken och grafenets tjocklek kan därför låtas variera från enlagers till multilagers för bättre kostnad och funktion. Här har även tillverkningen av nanopartikelkislet, som är del av kompositen, optimerats och förenklats.

– Vi ser bra prestanda hittills. Nu sker uppskalningstester av tekniken, säger Manisha Phadatare.