Wetenschappers ontwikkelen zelfhelende batterijen

Bestaande lithium-ionbatterijen kunnen relatief eenvoudig kapot gaan. Deze schade zorgt er niet alleen voor dat de accu niet langer werkt, maar kan ook voor veiligheidsproblemen zorgen. De gassen en vloeistoffen die uit de batterij kunnen lekken, zijn immers uitermate ontvlambaar en giftig. Een beschadigde lithium-ionbatterij en aangrenzende componenten kunnen hierdoor in enkele seconden tijd in vlammen opgaan.

Nanobuisjes

Een groep wetenschappers van de Fudan University, het Samsung Advanced Institute of Technology en het Samsung R&D Institute China hebben daarom een batterij ontwikkeld die zichzelf kan helen. De elektrodes in de batterij bestaan uit parallelle lagen van koolstofnanobuisjes. Tussen deze lagen bevinden zich lithiumverbindingen in nanodeeltjesvorm. Aan de ene elektrode is dit (LiMn)₂O₄, aan de andere elektrode bevindt zich LiTu₂(PO₄)₃. De lithiumverbindingen kunnen in tegenstelling tot bij klassieke lithium-ionbatterijen niet uit de elektrodes lekken.

De dunne laag elektrodes wordt bevestigd op een substraat van een zelfhelend polimeer. Tussen de elektrodes bevindt zich een onoplosbare gel bestaande uit cellulose, waarin een lithiumsulfaatoplossing is ingebed. Dit elektrolyt bestaande uit gel zal eveneens als scheidingslaag tussen de twee elektrodes fungeren.

Zelfhelend

Wanneer er schade optreedt aan de batterij is het voldoende om de afgebroken uiteindes tegen elkaar te houden. Na enkele seconden zullen deze uiteindes terug aan elkaar groeien en zal de batterij opnieuw werken.

Doordat de nanobuisjes parallel zijn geplaatst, zal dit proces veel beter verlopen dan wanneer de buisjes willekeurig liggen. Bovendien is de gel van het elektrolyt stabiel. Het is niet ontvlambaar of giftig, waardoor het het ideale materiaal is voor een onverwoestbare batterij.