Dorine Schenk
LeydenJar Technologies, een spin-out van onderzoeksinstituut TNO, heeft een batterij ontwikkeld met een energiedichtheid die 70 % hoger is dan die van de huidige lithium-ion batterijen. Dit wordt gehaald dankzij de nieuwe anode die volledig gemaakt is van silicium, in plaats van de grafiet.
De anode van de huidige lithium-ion batterijen bestaat uit grafiet waar de lithiumionen ingeschoven worden tijdens het opladen van de batterij. Er is een limiet aan de hoeveelheid lithiumionen die in het grafiet past. Dat limiet is nu bereikt. Om hogere energiedichtheden te behalen wordt daarom gezocht naar andere anode-materialen.
Silicium is een goede kandidaat. Het kan op papier zeker tien keer meer ionen opnemen dan grafiet. Bovendien komt bij de productie van deze anode 62% minder CO2 vrij. Toch zijn er tot nu toe geen anodes gemaakt van puur silicium, enkel van koolstof met een beetje silicium. Silicium heeft in de praktijk namelijk als nadeel dat het uitzet als het ionen opneemt. Het anodemateriaal gaat daarbij kapot waardoor zo’n siliciumbatterij niet oplaadbaar is.
Dit lost LeydenJar Technologies op door een poreuze siliciumstructuur te maken. Die is bestand tegen het uitzetten van het materiaal als er lithiumionen worden opgenomen en blijft dus in tact waardoor de batterij vaker opgeladen kan worden. Dit ontwerp bestaat al langer, maar het is de spin-out nu gelukt om de anode te optimaliseren en een record energiedichtheid te halen van 1.350 Wh/l.
De batterijen van LeydenJar kunnen nu ongeveer 100 oplaadcycli lang redelijk blijven presteren. De spin-out verwacht dit nog flink te kunnen verbeteren en bereidt zich voor om de productiecapaciteit van de nieuwe silicium anodes de komende jaren flink op te schalen.
