Met silica-nanodeeltjes kun je lithium-ionaccu’s crashbestendiger maken. Bij een klap laten ze het vloeibare elektrolyt tijdelijk uitharden, stelde chemicus Gabriel Veith van het Oak Ridge National Laboratory tijdens het zomercongres van de American Chemical Society in Boston.

Hij liet zich inspireren door oobleck, het bekendste huis-, tuin-en keukenvoorbeeld van niet-Newtonse shear thickening-reologie. Oobleck is een suspensie van zetmeel in water: je kunt er balletjes van kneden maar zodra je het met rust laat, wordt het weer vloeibaar.

Voor de accu’s gebruiken Veith en collega’s geen maizena maar siliciumoxide (silica) in de vorm van perfect bolvormige deeltjes met een homogene diameter van 200 nm. Die zijn gewoon door de bestaande vloeibare elektrolyten te mengen.

Die elektrolyten behoren tot de zwakke punten van Li-ionaccu’s. De vloeistof houdt de elektrodes niet tegen als ze door externe krachten tegen elkaar worden gedrukt. Gaan ze daarbij door het kunststof scheidingsmembraan (het witte velletje op de foto) heen, dan krijg je kortsluiting en heb je grote kans dat het elektrolyt heet genoeg wordt om in brand te vliegen. Vervanging door een onbrandbare vaste stof ligt voor de hand maar tot nu toe zijn zulke alternatieven niet verder gekomen dan het lab, mede omdat je de industriële accuproductielijnen er nogal grondig voor zou moeten ombouwen.

Silica vraagt wat dat betreft een geringere investering. Veith heeft octrooi aangevraagd op het idee om het poeder te doseren tijdens de opbouw van de accu en er pas later, zoals gebruikelijk, het vloeibare elektrolyt achteraan te spuiten. Vooraf poeder door het elektrolyt mengen werkt uiteraard niet, omdat het door de afschuifkrachten zou uitharden in de injectiespuit.

Om te beginnen mikt Veith op toepassing in drones, in de hoop later de markt voor elektrische auto’s te kunnen veroveren. Maar hij wil ook de mogelijkheid onderzoeken van een accu voor militairen, die tevens werkt als kogelwerend vest.

bron: ACS