Lithium-ion-batterierne har gået deres sejrsgang over de seneste 10-15 år. Der findes snart sagt ikke et stykke bærbar elektronik, som ikke er bestykket med den type batteri. Men lithium-ion-batterier kan også brænde, og kapaciteten falder med alderen.

Nu har forskere fra MIT og Samsung imidlertid udviklet en måde at opbygge et batteri på, så den flydende elektrolyt, som er en af lithium-ion-batteriets mere usikre komponenter, kan erstattes med en fast. Resultaterne er netop blevet offentliggjort i tidskriftet Nature Materials. Elektrolytten er det materiale, som flytter elektronerne fra batteriets to elektroder under op- og afladning.

Forskerteamet har formået at skabe en elektrolyt bestående af de rette mængder af en række materialer, herunder lithium, germanium, fosfor og svovl.

Det er den flydende elektrolyt i almindelige lithium-ion-batterier, som er skyld i, at batteriet kan overophede og gå i brand, sådan som man så det i Boeings 787 Dreamliner og Teslas biler.

Illustrationen viser en krystalstruktur i en fast elektrolyt, også kaldet en super-ion-leder. Lithium-atomerne er grønne, svovl-atomer er gule. De lilla strukturer er fosfor- og germanium-forbindelser. Illustration: Yan Wang, MIT.

Men med lithium forankret i en fast elektrolyt er der ingen fare, siger Gerbrand Ceder, professor i materialevidenskab fra MIT:

»Lithium er ikke brandbart i den tilstand, det har i disse batterier, så der er ikke noget sikkerhedsproblem. Du kan kaste det ind mod en væg eller banke et søm igennem - der er ikke noget i det, som kan brænde,« siger han til MIT News.

Men der er andre fordele: Forskerne har opnået en forbedring af energiindholdet med 20-30 pct., og med en fast elektrolyt behøver batteriet ikke at blive varmet op til 20 grader for at yde sit bedste - det vil have fuld kapacitet også i frostvejr.

Ud over sikkerhed og mere kapacitet, så har den faste elektrolyt også den fordel, at der ikke forekommer nogen degenerering:

»Det betyder, at sådanne batterier vil kunne holde til flere hundredetusinde op- og afladninger,« siger Gerbrand Ceder.