Delftse neutronen profileren Li-ionaccu

Door een neutronenbundel te richten op een lithiumionbatterij hebben onderzoekers van het reactorinstituut van de TU Delft meer inzicht gekregen in het gedrag van de ionen tijdens het laden en ontladen. De resultaten geven nieuwe handvatten voor het optimaliseren van accu’s voor bijvoorbeeld opslagcapaciteit of juist voor laadsnelheid.

De techniek, die bekend staat als Neutron Depth Profiling, geeft informatie die met conventionele technieken niet te verkrijgen is. ‘Als een afschoten neutron opgevangen wordt door een Li-ion, splitst dit in een tritiumkern en een heliumkern. Die twee deeltjes kunnen we vervolgens detecteren, waaruit we kunnen afleiden hoe de Li-ionen zich bewegen in de batterij. Dit geeft unieke inzichten onder realistische omstandigheden’, legt laatste auteur Marnix Wagemaker uit.

Het team wilde met het onderzoek vooral ophelderen welke factoren de interne weerstand beïnvloeden, omdat deze de efficiëntie en laadsnelheid bepaalt. Dit blijkt sterk af te hangen van de situatie. ‘Het blijkt dat er in principe drie methodes zijn waarmee je de interne weerstand positief kunt beïnvloeden en de batterij dus efficiënter kunt maken. Deze drie methodes, die vrij eenvoudig zijn uit te voeren, zijn het aanpassen van de deeltjesgrootte van de elektrode, het aanpassen van het Li-ion-geleidingsvermogen van de elektrode en de elektronische geleidbaarheid van de elektrode’, vertelt Wagemaker, die denkt hiermee een kant-en-klaar recept te hebben voor producenten van batterijen om hun product te verbeteren.