Kjent syn? Den burde i hvert fall ikke ladet seg ut når den er avskrudd, men plast i batteriene sørger for at den gjør det likevel.(Illustrasjonsfoto: Shutterstock/NTB)
Helt vanlig tape i batteriet får telefonen til å lade seg ut
Hvorfor mister mobilbatteriet strømmen også om telefonen er avslått? Fordi delene inni batteriet er festet med helt vanlig tape.
Telefonen, nettbrettet eller pc-en som du leser dette på, har sannsynligvis et batteri som tappes sakte, men sikkert, på grunn av en overraskende og vanlig produksjonsbommert. Det mener i hvert fall Michael Metzger.
– Det er helt vanlig plasttape som brukes til å holde elektrodene i batteriet sammen. Tapen brytes ned kjemisk, og den nedbrytningen skaper et molekyl som fører til selvutladingen, sier Metzger.
Han er universitetslektor ved Dalhousie University i Canada.
– I hvert eneste litium-ionbatteri er det en liten selvutlading som sakte tapper batteriet for strøm. Dette er veldig upraktisk for brukerne, og det er en stor hodepine for industrien som lager batteriene og telefonene, forklarer han til forskning.no.
I teorien skulle et slikt batteri holde på strømmen når det ikke er i bruk.
Batteriene består av en positiv og en negativ elektrode med en porøs separator mellom dem. En væske – en elektrolytt – gjør det mulig for litiumionene å bevege seg mellom de to elektrodene.
Når batteriet er fulladet, er alt litiumet i den negative elektroden. Der skal det i teorien bli så lenge batteriet ikke brukes.
Michael Metzger og studentene hans oppdaget en helt uventet reaksjon i batteriene.(Foto: Dalhousie University)
Væske blir rød
– I laboratoriet vårt eksperimenterer vi for å få batteriene til å vare så lenge som mulig. I det siste har vi gjort mange eksperimenter med høye temperaturer. Da kan vi teste raskere fordi de uønskede reaksjonene kommer fortere, sier Metzger.
De oppdaget en reaksjon som fikk elektrolytten til å bli rød. Fargen skyldes et molekyl som er kjent som DMT – dimetyltereftalat. Molekylet beveger seg frem og tilbake mellom elektrodene og tar med seg elektroner på veien.
Elektroner på vidvanke
Disse elektronene skulle slett ikke bevege seg mellom elektrodene på den måten. Det er de som skal gå gjennom ledningene og gi strøm til telefonen, nettbrettet, lyspærene eller hva som ellers måtte være der for å få energi fra batteriet, og etterpå skal de gå tilbake til batteriet. Når de i stedet flytter seg inne i batteriet, mister der strømmen litt etter litt.
Reaksjonen skyldes det som bransjen har trodd at er en billig, passiv og uskyldig del av batteriet. Tape av PET. Det er en forkortelse for polyetylentereftalat, og er den samme plasten som blant annet drikkeflasker lages av. I batteriet brukes plasten til å holde elektrodene sammen.
– Siden det er PET-tapen som er synderen, så må vi bytte den ut med noe som er mer stabilt og ikke brytes ned i de tøffe omgivelsene. Nå er vi i ferd med å sjekke andre polymerer, og resultatene ser veldig lovende ut, sier Michael Metzger.
Etter at forskningen ble publisert, forteller han om stor interesse fra produsentene av både datautstyr og elbiler.
Paul Inge Dahl forteller at selvutlading er et kjent fenomen.(Foto: Sintef)
Kjent selvutlading
Også Paul Inge Dahl synes funnene høres interessante ut.
Annonse
– Det er nytt for meg at tapen kan påvirke levetid og selvutlading, sier Dahl, som er seniorforsker og batteriekspert på Sintef.
– Det høres ikke usannsynlig ut at det skjer noe med materialene i tapen når det blir høy temperatur, og heller ikke at tapen kan reagere direkte med elektrolytten. Selve elektrolytten består av noen standardkomponenter og noen tilsetningsstoffer, og her har industrien litt forretningshemmeligheter, sier han til forskning.no.
– Selvutlading er et kjent fenomen. Hastigheten avhenger av hvilken type batteri det er, kjemien i batteriet og hvilken oppladingstilstand det er i, forklarer Paul Inge Dahl.
Sebastian Buechele, Anu Adamson, Ahmed Eldesoky, Tom Boetticher, Louis Hartmann, Thomas Boulanger, Saad Azam, Michel B. Johnson, Tina Taskovic, Eric Logan og Michael Metzger: Identification of Redox Shuttle Generated in LFP/Graphite and NMC811/Graphite Cells. Journal of The Electrochemical Society, januar 2023, doi: 10.1149/1945-7111/acaf44
