Batterijen gemaakt van vaste materialen zouden veiliger kunnen worden dankzij een nieuwe structurele rangschikking van atomen.
Lithium- en natriumrijke antiperovskieten zoalszoals Li3OCl en Na3OCl, trekken de aandacht van wetenschappers vanwege hun hoge ionische geleidbaarheid en concentratie van alkalimetalen, waardoor ze een veelbelovend alternatief zijn voor vloeibare elektrolyten die worden gebruikt in lithium-ionbatterijen. "Het bereiken van een geleidbaarheid die vergelijkbaar is met die van lithium-ion in vaste stoffen, was echter een uitdaging", legt chemicus Hiroshi Kageyama uit, die de studie leidde.
Kageyama en zijn team hebben nieuwe gesynthetiseerdeen familie van lithium- en natriumrijke antiperovskieten die het geleidbaarheidsprobleem oplosten. In plaats van "harde" zuurstof- en halogeenanionen, bevatten hun antiperovskieten een waterstofanion genaamd een hydride en "zachte" chalcogeenanionen zoals zwavel.
Het zachte anionische rooster biedt een ideaal geleidingspad voor lithium- en natriumionen, dat verder kan worden verbeterd door chemische substitutie.
De voordelen van de nieuwe familie van antiperovskieten,blijkbaar gedeeltelijk vanwege het vermogen van het hydride om zijn grootte te veranderen en zijn samenstellingsruimte uit te breiden. Dit helpt om de structuur van het gewricht te stabiliseren. Bovendien draagt zijn abnormale trillingsmodus bij aan ionische geleiding.
"Uiteindelijk zullen vastestofelektrolyten verschijnen in volledig vastestofmetaalionbatterijen voor krachtige elektrische voertuigen", besluit Kageyama.
Lees ook
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Bekijk de mooiste foto's van Hubble. Wat heeft de telescoop in 30 jaar gezien?
Genoemd naar een plant die niet bang is voor klimaatverandering. Het voedt een miljard mensen