Onderzoekers blazen oude batterijen nieuw leven in
Je kan tegenwoordig geen product meer bedenken of er zit ergens wel een oplaadbare batterij in. Smartphones, laptops, tablets en vervoersmiddelen zoals elektrische auto’s en fietsen hebben allemaal een batterij nodig. Meeste batterijen zijn lithium-ionbatterijen, maar die kampen met een probleem dat vooral na een aantal jaren duidelijk wordt. Naarmate de tijd vordert, verliezen de batterijen hun capaciteit.
Zelf heb je dat waarschijnlijk ook al gemerkt. Als je een nieuwe telefoon koopt, dan gaat die batterij meestal een volledige dag of langer mee. Een jaar of drie later blijft er van die capaciteit niet zo veel meer over en moet je vaker opladen. Moderne smartphones bouwen allerlei maatregelen in om die afname in capaciteit te beperken. Zo kan je instellen dat je telefoon maximaal tot 80 of 70 procent oplaadt.
Siliciumbatterijen
Ondanks al die maatregelen neemt de capaciteit van lithium-ionbatterijen alsnog af. Daar valt helaas niets aan te doen en de batterijen zullen na verloop van tijd nog altijd vervangen moeten worden. Hetzelfde geldt voor de nieuwe ‘solid state’-batterijen of siliciumbatterijen. Die zijn veel kleiner, maar worden nog steeds geplaagd door dezelfde problemen als andere oplaadbare batterijen. Wetenschappers hebben nu echter een manier gevonden om oude siliciumbatterijen toch nieuw leven in te blazen. De batterij is daarna zeker niet zo goed als nieuw, maar het laatste beetje leven kan er toch nog uitgehaald worden.
Hoe ze dat voor elkaar krijgen, leggen de onderzoekers uit in een paper die ondertussen gepubliceerd werd in Science. De onderzoekers zetten uiteen dat batterijen capaciteit verliezen doordat de elektroden, gemaakt uit silicium, binden met het aanwezige lithium. Daardoor ontstaan lithiumsillicidedeeltjes (LiSi), in plaats van de lithiumionen die nodig zijn om energie op te wekken.
Tot 30% capaciteit
De onderzoekers hebben een manier gevonden om die inerte LiSi-deeltjes opnieuw te splitsen, zodat de stof weer reactief wordt. Daarvoor geven ze de oude batterij kleine stroomstoten, met minder dan 4 volt spanning. Zo kunnen ze tot 30% van de batterijcapaciteit terugwinnen. Meer lukt voorlopig niet. Als ze de spanning doen toenemen, is het effect namelijk omgekeerd en degradeert de batterij verder.
Siliciumbatterijen zijn voorlopig nog een relatief nieuwe technologie. Net zoals de gekende lithium-ionbatterijen zijn ze oplaadbaar. Ze hebben echter het voordeel dat eenzelfde hoeveelheid energie in een veel kleiner volume kunnen opslaan. Dat maakt de technologie interessant voor auto’s. Op termijn zouden de kleinere batterijen ook hun intrede kunnen maken in mobiele apparaten, zoals smartphones, laptops en wearables.
