Litiumjonbatterier används i allt från mobiler till elbilar, men de är inte helt optimala. Bland annat tar de lång tid att ladda och de börjar tappa kapacitet efter att de laddats så lite som 500 gånger för vissa batterier. Litiummetallbatterier skulle vara bättre på allt detta, men dessvärre är de instabila.

I alla fall fram till nu. I ett pressmeddelande skriver forskare från Harvard University i USA att de har hittat ett sätt att tillverka litiummetallbatterier som är stabila. Något som forskare försökt åstadkomma i 40 år utan att lyckas.

Den nya metoden innebär att det går att producera batterier som klarar minst 10 000 laddningar. Det betyder att en elbil kan gå i 10–15 år utan att behöva byta batteri. Det skulle då ge elbilar samma normala livslängd som en bensinbil och sänka livscykelkostnaden för elbilar.

Dessutom går det snabbare att ladda litiummetallbatterier. Det tar inte mer än 10–20 minuter att ladda ett tomt batteri till full kapacitet igen. Om batteriet inte är helt urladdat går det ännu snabbare att ladda det fullt.

Problemet med traditionella litiummetallbatterier är att nålliknande strukturer, dendriter, skapas på ytan av batteriets anod. Dendriterna växer som rötter in i elektrolyten och genomborrar barriären mellan katod och anod. Det kan orsaka kortslutningar eller att batteriet börjar brinna.

Det forskarna på Harvard gjort är att de lagt in fler lager mellan katod och anod i batteriet. Dendriterna kan ta sig igenom ett lager, men inte flera och kan därmed inte förstöra barriären mellan katod och anod. En extra fördel är att den kemiska teknik som forskarna använder kan fylla i de hål som dendriterna skapar. Batteriet blir på så sätt självläkande.

Nu ska forskarna gå vidare och visa att deras teknik kan användas i kommersiell produktion av batterier.

– Detta koncepttest visar att litiummetallbatterier kan konkurrera med litiumjonbatterier. Flexibiliteten och mångsidigheten i vår flerlagersdesign gör att den potentiellt kan vara kompatibel med dagens processer för att massproducera batterier. Att skala upp tekniken till en kommersiell nivå blir inte lätt och det finns en del praktiska utmaningar, men vi tror att vi kan övervinna dem, säger Xin Li, professor i materialteknik vid Harvard University och ledare för forskarlaget bakom litiummetallbatteriet, i ett pressmeddelande.

Bild: Pixabay/Alexandra Koch