Onderzoekers van het Samsung Advanced Institute of Technology en het Samsung R&D Institute Japan stellen dat ze de veiligheid, levensduur en energiedichtheid van solidstate-accu's kunnen verbeteren door een laagje van zilver en koolstof in de anodes toe te passen.
Volgens de onderzoekers zijn solidstate-accu's met anodes gemaakt van lithiummetaal potentiële vervangers voor conventionele lithium-ionaccu's, maar er is wel het probleem van lithiummetaal dat op de anodes wordt afgezet tijdens het laadproces, in de vorm van dendrieten. Dit zijn kristalstructuren die tussen de anode en kathode groeien en kortsluiting en hitteontwikkeling kunnen veroorzaken, wat tot brand kan leiden. Volgens de onderzoekers kan deze afzetting van lithium effectief gereguleerd worden door een composiet van zilver en koolstof.
Als dat dunne laagje wordt toegepast in een accucel, levert dat volgens de onderzoekers een grotere capaciteit, langere levensduur en een betere veiligheid op. De nanocomposietlaag van zilver en koolstof is 5 micrometer dik; volgens de wetenschappers is dat zeer dun en dat maakt het mogelijk om de dikte van de anode te beperken en de energiedichtheid te verhogen tot meer dan 900Wh/L. Ook stellen ze dat dit laagje het mogelijk maakte om een prototype te maken dat twee keer zo klein is als een conventionele lithium-ionaccu.
In het persbericht stelt Samsung dat deze vondst kan leiden tot een verdere adoptie van elektrische auto's. Het prototype van de accucel die de onderzoekers hebben ontwikkeld, zou een bereik van 800km mogelijk moeten maken voor een elektrische auto, met een levensduur van meer dan duizend ladingen. De zogeheten state of health van de accu zou na 600 laadcycli op 95 procent liggen en na duizend cycli op 89 procent. De ontlaadcapaciteit die gehaald werd kwam uit op 5870mAh en de energiedichtheid op 942Wh/L, wat nog zou kunnen oplopen tot meer dan 1000Wh/L.
Het onderzoek is verschenen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Energy, onder de titel High-energy long-cycling all-solid-state lithium metal batteries enabled by silver–carbon composite anodes.