Lithium-Ionen-Batterien, unverzichtbar für die moderne Technologie, profitieren nun von einer bedeutenden Verbesserung durch eine kürzlich gemachte Entdeckung.
Eine Gruppe von Forschern, geleitet von Professor Noriyoshi Matsumi vom Advanced Institute of Science and Technology in Japan (JAIST), hat ein neues Bindemittel auf Basis von Poly(vinylphosphonsäure) (PVPA) für die Siliziumoxid (SiO)-Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Dieses innovative Bindemittel verspricht, die elektrochemische Effizienz und Langlebigkeit der Batterien zu verbessern und den Weg für breitere Anwendungen, insbesondere in Elektrofahrzeugen, zu ebnen.
Forscher haben ein leistungsstarkes Bindemittel für auf Mikro-Siliziumoxid (SiO) basierende Elektroden in Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, unter Verwendung von Poly(vinylphosphonsäure) (PVPA), was die elektrochemische Leistung und Haltbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Optionen verbessert.
Kredit: Noriyoshi Matsumi von JAIST Siliziumoxid, ausgewählt wegen seiner Erschwinglichkeit und hohen Kapazität, steht jedoch vor großen Herausforderungen, wie geringer Leitfähigkeit und erheblicher Ausdehnung während des Ladens, welche seine Verwendung einschränken. Das PVPA, mit seiner starken Haftung und überlegenen Haltbarkeit, überwindet diese Hindernisse und ermöglicht eine effizientere und langlebigere Nutzung von SiO als Anodenmaterial.
Das PVPA unterscheidet sich von herkömmlichen Bindemitteln wie der Polyacrylsäure (PAA) und dem Polyvinylidenfluorid (PVDF) durch eine stärkere Haftung und eine fast verdoppelte Entladungskapazität nach 200 Zyklen, ohne erkennbare Ablösung, selbst bei der signifikanten Volumenexpansion von SiO.
Die Zusammenarbeit zwischen dem JAIST und der Maruzen Petrochemical Company Ltd. hat zur Entwicklung eines industriellen Produktionsverfahrens für das PVPA geführt, mit Patenten, die in Japan und international eingereicht wurden. Diese Fortschritte versprechen eine vielversprechende Zukunft für Elektrofahrzeuge und andere Anwendungen, die langlebige und energiedichte Batterien erfordern, wie Züge, Schiffe und Flugzeuge.
Quelle: ACS Applied Energy Materials