Genombrott med nya natriumbatterier: Full laddning på bara sex minuter

Enligt ett forskarteam från Lingnan University Hongkonghar natriumjonbatterier i flera år varit ett kostnadseffektivt och hållbart alternativ till litiumbaserade energilagringsenheter. Natrium finns nästan oändligt tillgängligt på jorden i form av bordssalt och är betydligt billigare att utvinna än litium. Batterierna lovar därför lägre priser och mindre beroende av kritiska råvaror. Tidigare lösningar har dock kännetecknats av kort livslängd och höga risker vid snabbladdning.

Anodfri arkitektur är nyckeln

Forskargruppen använde sig av en anodfri design där ingen fast anod installeras. Istället bildas anoden under laddningen genom att natriumjoner deponeras på en kollektor. I tidigare experiment har denna process ofta lett till bildandet av dendriter - fina metallstrukturer som kan orsaka kortslutningar. Framför allt snabbladdning förvärrade detta problem.

Stabilitet genom ökad saltkoncentration

Forskare från Hong Kong och Beijing löste problemet genom att avsevärt öka koncentrationen av natriumsalter i elektrolyten. Detta säkerställer att tillräckligt många joner finns tillgängliga i omedelbar närhet av kollektorn under laddningen, vilket främjar en jämn deponering. Som ett resultat förblir batteriet stabilt, även vid höga laddningshastigheter. I tester uppnådde cellen en snabbladdningskapacitet på 10C och kunde fulladdas på sex minuter. Efter 500 laddningscykler hade den fortfarande mer än 70% av sin ursprungliga kapacitet.

Potential för mobilitet och energilagring

"Natrium kostar mindre än en tiondel av litium, finns i överflöd i havsvatten och kan avsevärt sänka priset på elfordon och energilagringssystem", förklarar projektledaren professor Li Liangliang. Forskarna ser sin utveckling som ett steg mot massmarknadsenergilagring. Möjliga tillämpningar är elfordon, stationära lagringssystem för förnybar energi och till och med bärbar konsumentelektronik.

Utblick

Detta är fortfarande laboratorieresultat. Nästa steg är att vidareutveckla det anodfria natriumbatteriet från prototypstadiet till industriell produktion. Om detta lyckas kan tekniken bli en allvarlig konkurrent till litiumjonsystem.