Forskare vid Chalmers 3D-röntgar battericell i realtid

Vad som händer i ett batteri vid upp- och urladdning känner forskarna så klart till. Men att faktiskt kunna se vad sker inne för att genom det kunna optimera det har inte varit helt enkelt.

Det har forskare vid Chalmers nu kommit lyckats göra. Med hjälp av röntgentomografi kunde forskarna följa processen i en specialanpassad battericell i både realtid och i 3D.

Under ett test vid Swiss Light Source i Schweiz kunde forskarna iaktta hur litiumet betedde sig inne i cellen vid upp- och urladdning.

– Vi har öppnat ett nytt fönster för att kunna förstå – och på sikt optimera – framtidens litiummetallbatterier. När vi kan studera exakt vad som händer med litiumet i en battericell i drift får vi viktig kunskap om vad som påverkar det inre livet, säger Aleksandar Matic som är professor vid institutionen för fysik på Chalmers och ledare för den vetenskapliga studie som nyligen publicerades i Nature Communications.

Genombrottet kan förhoppningsvis användas till att driva på utvecklingen av så kallade litiummetallbatterier. Jämfört med de litiumjonbatterier som idag sitter i våra elbilar är litiummetallbatterier både lättare och kan ha högre energidensitet.

Problemet är att de ofta inte klarar många laddcykler. Forskarna från Chalmers beskriver det som att litiumet vid upp- eller urladdning lägger sig i strukturer som påminner om mossa. Det kan skapa problem som kortslutning.

– För att tekniken ska kunna användas i nästa generations batterier behöver vi se hur en cell påverkas av till exempel strömtäthet, valet av elektrolyt eller antalet upp- och urladdningar. Nu har vi ett verktyg för att göra det, säger Chalmersforskaren Matthew Sadd.

Tekniken ska nu testas även på andra batterikoncept. Förhoppningsvis även hemma i Sverige vid laboratoriet MAX IV i Lund.

– Vi är peppade på att utveckla metoden för att kunna mäta fortare och med högre upplösning för att se finare strukturer. För att kunna använda litiummetallbatterier på ett storskaligt och säkert är detta en viktig pusselbit. Det är många aktörer som tittar på litiummetallkonceptet för sina kommande prototyper, säger Aleksandar Matic.