Samsung Electronics ontwikkelt batterijen met een hogere laadsnelheid. Nieuwe technologieën zullen worden opgenomen in toekomstige Galaxy-smartphones.
Een team van onderzoeksingenieurs van het Samsung Institute of Advanced Technology (SAIT) ontwikkelde een ‘grafeenbal’, een uniek batterijmateriaal dat een capaciteitstoename van 45% en vijf keer snellere laadsnelheden mogelijk maakt dan conventionele lithium-ionbatterijen.
Nieuwe batterij voor toekomstige Samsung-smartphones
De technologische vooruitgang is veelbelovend voor de markt voor secundaire batterijen van de volgende generatie, vooral als het gaat om mobiele apparaten en elektrische voertuigen. SAIT werkte bij zijn onderzoek nauw samen met Samsung SDI en met een team van de School of Chemical and Biological Engineering aan de Seoul National University.
Lithium-ionbatterijen werden voor het eerst op de markt gebracht in 1991 en werden op grote schaal toegepast op de markten voor mobiele apparaten en elektrische voertuigen. Standaard lithiumbatterijen hebben echter een oplaadtijd van minimaal een uur nodig om volledig op te laden, zelfs met snellaadtechnologie.
Deze batterijen hebben ook hun capaciteitsuitbreidingslimiet bereikt. Er zijn talloze pogingen gedaan om het gebruik van innovatieve nieuwe materialen te verkennen. Vorige maand publiceerden we een interview met het Nederlandse bedrijf LeydenJar, die een lithium-ionbatterij uitvond op basis van pure siliciumanoden.
Samsung kiest voor grafeenballen, in plaats van pure siliciumanoden. Van de geanalyseerde materialen is grafeen de belangrijkste bron van interesse geworden als representatief materiaal van de volgende generatie.
Batterij oplaadtechnologie
In theorie heeft een batterij op basis van het ‘grafeenbol’-materiaal slechts 12 minuten nodig om volledig op te laden. Bovendien kan de batterij een zeer stabiele temperatuur van 60 graden Celsius behouden, waarbij stabiele batterijtemperaturen vooral belangrijk zijn voor elektrische voertuigen.
In zijn onderzoek zocht SAIT naar een benadering om grafeen, een materiaal met een hoge sterkte en geleidbaarheid, toe te passen op batterijen, en ontdekte een mechanisme om grafeen massaal te synthetiseren in een popcornachtige 3D-vorm met behulp van betaalbaar silica (SiO2).
Deze ‘grafeenbol’ werd gebruikt voor zowel de beschermende laag van het anode- als het kathodemateriaal in lithium-ionbatterijen. Dit zorgt voor een verhoogde laadcapaciteit, kortere laadtijd en stabiele temperaturen.
Ons onderzoek maakt de massale synthese van multifunctioneel composietmateriaal grafeen mogelijk tegen een betaalbare prijs. Tegelijkertijd waren we in staat om de mogelijkheden van lithium-ionbatterijen aanzienlijk te verbeteren in een omgeving waar de markt voor mobiele apparaten en elektrische voertuigen snel groeit. Het is onze inzet om de secundaire batterijtechnologie voortdurend te onderzoeken en te ontwikkelen in het licht van deze trends, zei Dr. Son In-hyuk namens het Samsung Advanced Technology Institute.
Wat is grafeen?
Grafeen is een enkele laag koolstofatomen uit grafiet en krijgt veel aandacht in de batterij- en beeldschermindustrie vanwege de fysische en chemische stabiliteit. Grafeen is 100 keer efficiënter dan koper bij het geleiden van elektriciteit en vertoont een opmerkelijke elektronenmobiliteit, 140 keer sneller dan silicium, waardoor het een ideaal materiaal is voor snel opladen.
