Plastic, sleutel tot volgende generatie lithiumbatterijen

Op de website van het blad Nature staat een artikel over een vinding die ervoor kan zorgen dat lithiumbatterijen meer stroom leveren. Dit wordt bereikt door een groot aantal batterijen parallel te schakelen. Om dit in de beperkte ruimte van een batterij voor elkaar te krijgen, wordt er gebruikgemaakt van cilinders die gemaakt zijn van koolstof. Of deze cilinders vergelijkbaar zijn met nanotubes is echter niet bekend. Door deze cilinders te vullen met lithium-ionen ontstaan kleine batterijen die parallel geschakeld kunnen worden.

Om de cilinders te kunnen maken, moest er wel eerst een geschikte plastic worden gevonden. De kunststof die uiteindelijk is gevonden, wordt hard als deze wordt belicht en is bestand tegen hoge temperaturen. Niet belichte delen blijven echter vloeibaar. Dit maakt het mogelijk om een plak van deze kunststof met het patroon van cilinders te belichten en daarna de overgebleven vloeistof weg te etsen. Hierna wordt het geheel in een oven op 900ºC gebakken waardoor de waterstofatomen verbranden. Hierdoor blijft uiteindelijk alleen de koolstof over.

De nieuwe batterij is echter nog niet rijp voor productie. Dit komt omdat er gebruik is gemaakt van silicium als ondergrond voor de koolstofcilinders. Hierdoor kon het principe van de batterij getest worden, maar helaas maakt het de batterij ook een stuk duurder dan concurrerende technieken. Daarom zijn de onderzoekers op zoek naar een andere drager, zodat deze nieuwe batterij goedkoop geproduceerd kan worden.

Reacties (12)

[Anoniem: 94966]

R. Smeets had artikeltje beter moeten lezen. Het gaat over koolstofstaafjes die de electrodes vormen van de batterij, en de Li-ionen worden tussen die staafjes aangebracht. Zo wordt het effectieve contactoppervlak van de electrodes flink vergroot. En dan kan er een grotere hoeveelheid ionen tegelijkertijd aangesproken worden. En dan kan de batterij meer stroom leveren.

Toch heel iets anders dan buisjes die gevuld zijn met ionen. Dat de heer Smeets niet weet of deze vergelijkbaar zijn met nanotubes, wil niet zeggen dat dat "onbekend is". Er wordt in het Nature-artikel helemaal niet gesproken over nanotubes, dus waar dat idee vandaan komt, weet ik niet.

[Anoniem: 65839]

Volgens mij willen ze hier een techniek ontwikkelen voor toepassingen die een groot instantaan vermogen nodig hebben zoals een auto.

Zo te lezen is het hoofddoel om de maximale stroom die de batterij kan leveren te vergroten, en niet zozeer de capaciteit.

[naftebakje]

Hopelijk staat deze techniek de ontwikkeling van brandstofcellen niet in de weg.

Moeten deze cellen trouwens uiteindelijk als batterij gebruikt worden? Als batterijen met deze techniek geschikt zijn om als condensatoren te gebruiken, kunnen ze toch enorme waarden maken. Zo wil ik er wel een paar in mijn versterkertje, van 1F ofzo.

@hadj: voor dezelfde stroom (en dus ws ook capaciteit) zullen ze kleiner zijn. Maar als ze even groot zijn kunnen ze meer stroom leveren, dus gaat je gsm/laptop/digicam/... langer met een lading.

[Goku33]

Moet je ze niet juist in serie schakelen om alle elektrochemische cellen samen naar een hoog voltage te laten gaan?

[Bubbles]

Dat klopt. Maar uit het artikel blijkt dat het ze te doen is om juist meer stroom eruit te halen.
stroom != voltage.

[Anoniem: 100624]

dit is zeer goede ontwikkeling, want nu de prossecors in de laptops bijvoorbeeld ook meer energie nodig hebben lopen de lithium baterijen langzamerhand wel een beetje achter op ontwikkeling. Ook bijvoorbeeld de nieuwe mobieltjes met camera en al gaan minder lang mee...

/Typo

Edit: ok, ze lopen misschien niet achter bij mobiele telefoons, maar bij laptops kan je er een paar uren mee en de baterij is al weer op. Ik bedoel er is al een tijdje geen vooruitgang geweest in lithiumbaterijen, of iets dergelijks, toch?

[Anoniem: 14842]

Ook bijvoorbeeld de nieuwe mobieltjes met camera en al gaan minder lang mee...

Minder lang mee dan wat?

Ik heb hier nog zo'n telefoon/mobilofoon staan van de Koninklijke Marechaussee. Dat ding moest óf op de stroom van de auto, of je moest er een soort koffertje bij dragen waarin de accu zat. En dan had je een standby tijd van een uurtje of 40....

Moderne telefoons halen al snel een uurtje of 300-400, da's dan toch geen kattepis

Dat het beter moet, natuurlijk, maar dat ze nu zo ver achterlopen... nee.

[Hielke Hoeve]

Gepost door addyboy - dinsdag 17 februari 2004 - 20:49 Score: 1
dit is zeer goede ontwikkeling, want nu de prossecors in de laptops bijvoorbeeld ook meer energie nodig hebben lopen de lithium baterijen langzamerhand wel een beetje achter op ontwikkeling. Ook bijvoorbeeld de nieuwe mobieltjes met camera en al gaan minder lang mee...

Dat ligt bij beide gevallen aan het merk en type. Helaas ook equivalent aan de prijs, maar dat heb je ook met dit soort batterijen....

[djexplo]

deze cilinders vergelijkbaar zijn met nanotubes is echter niet bekend

Deze cylinders zijn natuurlijk niet vergelijkbaar met nanotubes, nanotubes zijn namelijk maar 2nm tot 10nm groot en kunnen dus niet zulke grote molekulen bevatten.
Ook is het zo dat nanotubes meestal uit een koolmonoxide gas bij een hoge druk en hoge tempratuur worden gemaakt. Uit dit process komen willekeurige grote, en soorten nanotubes.

Dus nanotubes of ander sortige vergelijkbare cylinders zijn dit niet, want die zijn te klein en het is nog niet mogelijk om een specifieke soort en groote te produceren!

[Anoniem: 21486]

Grote atomen? Lithium Diameter is ongeveer 0.152 nm... (wat relatief wel groot is ja, maar niks vergeleken met nanotube-afmetingen) Het gaat hier btw ook nog eens over ionen, die een kleinere diameter hebben, bij gebrek aan electronen

[djexplo]

The resulting array had thousands of tiny carbon rods, each less than half a millimetre high. Wang's breakthrough, says Madou, was to find a polymer that could survive the heating process without falling apart.

To complete the battery, Wang and Madou poured lithium ions into the space between the rods and wired lines of them together so that alternative rows acted as the positive and negative terminals of a battery. The researchers have submitted their work to the Journal of the Electrochemical Society.

We zien hier gelijk dat de groote van de cylindertjes 0,5mm is wat dus op nanometer schaal gezien reusachtig is.

Zo te zien komen de ionen ook niet in de cylindertjes te zitten, maar er tussen.

[Anoniem: 104980]

Ik vraag me af of ze ook kleiner zijn dan de huidige lithiumbatterijen.