Mikrovågsassisterad syntes av kisel-grafenkompositer för högpresterande litiumjonbatterier
Syfte och mål
Kisel i litiumjonbatterier (LIB) kan avsevärt öka lagringskapaciteten. Emellertid har användningen av kisel begränsats av den dåliga elektriska ledningsförmågan och den mycket stora volymutvidgningen i kombination med litium. Idag har kommersiella batterier bara 3–7% kisel i sina anoder på grund av dessa begränsningar. Ett intensivt forskningsarbete har lett fram till många nanolösningar med potential, dock blir många av lösningarna inte tillräckligt kostnadseffektiva för industriella implementeringar.
Detta forsknings- och innovationsprojekt arbetar vidare med ett proof-of-concept, från ett tidigare SIO Grafen-projekt, med en ny kisel-grafenkomposit som är lämplig för storskalig produktion. Produktionsmetoden innefattar uppvärmning av en kompositblandning av kiselpulver och grafen. På grund av den uppvärmningsprocessen omvandlas kiselpulver till nanokisel. I vårt senaste resultat kunde vi konvertera cirka 33% kiselpulver till kiselnanopartiklar. För att ytterligare förbättra nanokompositens kommersiella användning behövs arbete för att förbättra omvandlingen av kiselpulver till nanopartiklar och även optimering av uppvärmningsprocessen. En lösning är att använda mikrovågsuppvärmning istället för termisk uppvärmning. Även om mikrovågor är beprövade i andra applikationer är de för helt nya och otestade för användningen i denna förstudie. Samarbete som inletts med Percy Roc kan möjliggöra en grön process med mindre koldioxidutsläpp och hög energieffektivitet. Resultaten från förstudie kommer att användas för att attrahera ytterligare partner till ett fullständigt FoU-projekt.
Projektmålet kopplas till SIO Grafens vision för 2030 att Sverige ska vara ett av världens tio bästa länder på att använda grafen för industriellt ledarskap inom energiområdet. De deltagande parterna i projektet har potential att producera den nya elektrodkompositen, vilket kommer undersökas i detta projekt.
