Een batterij-elektrode die meegeeft in plaats van scheurt

Sommige materialen kunnen de stress van binnendringende ionen reduceren door vorming van een amorfe, glasachtige fase. Dat schrijft een internationaal onderzoeksteam onder aanvoering van MIT in Nano Letters. Hun vondst is een aanwijzing voor de ontwikkeling van betere elektrodematerialen voor batterijen. Vaak houden deze juist hardnekkig vast aan hun kristalstructuur als ze ionen moeten accommoderen. Daardoor scheuren ze, met desastreuze gevolgen voor de werking van de batterij.

De onderzoekers deden experimenten met een klasse verbindingen die fosfo-olivines heten. Ze bepaalden de volumeverandering bij het opladen en, met röntgenanalyse, hoe de atomaire structuur de gasten opving. Dankzij de combinatie van metingen kwamen zij het onbekende mechanisme van stressreductie op het spoor – met elk apart is het niet vast te stellen.

De resultaten zijn niet direct overdraagbaar op lithiumionbatterijen; het onderzoek werkte met natriumionen.