Anzeige
Anzeige
News

Neue Technik könnte Lebensdauer von Akkus um bis zu 44 Prozent erhöhen

Forschende haben möglicherweise einen Weg gefunden, die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien zu erhöhen. Ein Partikel-Spray verbessert die Effizienz der Batterien, bringt aber auch Nachteile mit sich.

Von Tatjana Standky
2 Min.
Artikel merken
Anzeige
Anzeige
Aluminium als neues Allheilmittel für längere Batterielaufzeiten? (Bild: Sashkin / Shutterstock)

Man kennt es: Der Akku gibt unterwegs im entscheidenden Moment auf und das Ladekabel ist nicht griffbereit. Die naheliegendste Lösung ist, einfach regelmäßig den Akku aufzuladen – generell hilfreich wäre aber eine Erhöhung der Laufzeit der Batterien.

Anzeige
Anzeige

Ingenieur:innen der Rice University haben eine Möglichkeit gefunden, Lithium-Ionen-Batterien effizienter zu gestalten, sodass die Leistungsfähigkeit um bis zu 44 Prozent erhöht werden kann. Berichten zufolge haben die Forschenden dafür eine skalierbare Methode entwickelt, die die sogenannte Prä-Lithiierung optimiert.

Die 2 Ps: Prä-Lithiierung und Partikelspray

Kurzer Grundkurs der Prä-Lithiierung: Während der ersten Lade- und Entladezyklen von Lithium-Ionen-Batterien treten Lithiumverluste in der Zelle auf. Diese sind irreversibel. Diese Verluste haben negative Auswirkungen auf die Kapazität und die Lebensdauer der Zelle.

Anzeige
Anzeige

Hier kommt die Prä-Lithiierung ins Spiel: Dabei handelt sich um eine Methode, diese irreversiblen Verluste zu kompensieren. Dabei wird zusätzliches Lithium in die Zelle gebracht. Das Verfahren beruht auf der Beschichtung der Siliziumanoden mit stabilisierten Lithium-Metall-Partikeln.

Und hier kommt das Partikelspray zum Einsatz: Die Entwicklung der Methode kam zustande, als ein Chemie- und Biomolekularingenieur des Rice Labors versuchte, eine Schicht der Partikelmischung auf die Anoden zu sprühen. Die Ingenieurin Sibani Lisa Biswal fand heraus, dass das Besprühen der Anoden die Kapazität der Batterie um 22 bis 44 Prozent erhöht.

Anzeige
Anzeige

Zudem können die Batteriezellen, die eine größere Menge der Beschichtung aufweisen, auch einen höheren Wirkungsgrad erzielen.

Entwicklung mit enormer Tragweite

Dieser Fortschritt könnte die Art und Weise, wie batteriebetriebene Gegenstände im täglichen Alltag genutzt werden, völlig verändern. Die Akkuleistung von Gegenständen, die auf Basis von lithiumbetriebenen Batterien funktionieren, könnten in vielen Bereichen verbessert werden.

Anzeige
Anzeige

Allerdings gibt es auch Nachteile: Wenn die Batterien bei voller Kapazität zyklisiert – also zu 100 Prozent aufgeladen – werden, beginnen sie in den nachfolgenden Zyklen mit den Partikeln schneller zu verblassen.

Aber natürlich gibt es auch noch weitere Möglichkeiten, effizientere Batterien zu erschaffen. So würde der Einsatz von Silizium anstelle von Graphit in Lithium-Ionen-Batterien eine höhere Energiedichte ermöglichen. Denn Graphit kann weniger Lithium-Ionen aufnehmen als Silizium.

Bildergalerie: 5 Erfindungen, mit denen Leute ihren eigenen Strom generieren

Mit diesen 5 Erfindungen generieren Leute ihren eigenen Strom Quelle: pixabay.com

Aber auch Silizium hat so seine Tücken: Es kann eine sogenannte Festkörper-Elektrolyt-Zwischenphase (SEI) bilden. Diese Schicht wirkt wie ein Filter und lässt nur Lithiumionen durch und blockt Lösungsmittelmoleküle ab. Bei der Entladung werden durch elektrochemische Reaktionen Elektronen aus dem Lithium freigesetzt. Diese erzeugen Strom und treiben beispielsweise Fahrzeuge an.

Anzeige
Anzeige

Das Problem: Bei kalten Temperaturen gefriert der Elektrolyt mit den Karbonat-Lösemitteln. Die Fähigkeit, die notwendigen Lithiumionen beim Aufladen in die Anode zu transportieren, geht verloren und die Batterie wird schnell abgenutzt.

Zukunft der Batterien

Wenn es gelingt, diese Probleme zu überwinden, könnten die neuen Partikel und die Verwendung von Silizium in Lithium-Ionen-Batterien zu einer längeren Haltbarkeit führen und zuverlässige Batterien entstehen lassen. Es bleibt zu hoffen, dass diese Entdeckungen weitergehen und in naher Zukunft auch den breiten Verbraucher:innen-Markt erreichen.

Mehr zu diesem Thema
Fast fertig!

Bitte klicke auf den Link in der Bestätigungsmail, um deine Anmeldung abzuschließen.

Du willst noch weitere Infos zum Newsletter? Jetzt mehr erfahren

Anzeige
Anzeige
Kommentare

Community-Richtlinien

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus!
Hallo und herzlich willkommen bei t3n!

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus, um diesen Artikel zu lesen.

Wir sind ein unabhängiger Publisher mit einem Team von mehr als 75 fantastischen Menschen, aber ohne riesigen Konzern im Rücken. Banner und ähnliche Werbemittel sind für unsere Finanzierung sehr wichtig.

Schon jetzt und im Namen der gesamten t3n-Crew: vielen Dank für deine Unterstützung! 🙌

Deine t3n-Crew

Anleitung zur Deaktivierung
Artikel merken

Bitte melde dich an, um diesen Artikel in deiner persönlichen Merkliste auf t3n zu speichern.

Jetzt registrieren und merken

Du hast schon einen t3n-Account? Hier anmelden

oder
Auf Mastodon teilen

Gib die URL deiner Mastodon-Instanz ein, um den Artikel zu teilen.

Community-Richtlinien

Wir freuen uns über kontroverse Diskussionen, die gerne auch mal hitzig geführt werden dürfen. Beleidigende, grob anstößige, rassistische und strafrechtlich relevante Äußerungen und Beiträge tolerieren wir nicht. Bitte achte darauf, dass du keine Texte veröffentlichst, für die du keine ausdrückliche Erlaubnis des Urhebers hast. Ebenfalls nicht erlaubt ist der Missbrauch der Webangebote unter t3n.de als Werbeplattform. Die Nennung von Produktnamen, Herstellern, Dienstleistern und Websites ist nur dann zulässig, wenn damit nicht vorrangig der Zweck der Werbung verfolgt wird. Wir behalten uns vor, Beiträge, die diese Regeln verletzen, zu löschen und Accounts zeitweilig oder auf Dauer zu sperren.

Trotz all dieser notwendigen Regeln: Diskutiere kontrovers, sage anderen deine Meinung, trage mit weiterführenden Informationen zum Wissensaustausch bei, aber bleibe dabei fair und respektiere die Meinung anderer. Wir wünschen Dir viel Spaß mit den Webangeboten von t3n und freuen uns auf spannende Beiträge.

Dein t3n-Team

Kommentar abgeben

Melde dich an, um Kommentare schreiben und mit anderen Leser:innen und unseren Autor:innen diskutieren zu können.

Anmelden und kommentieren

Du hast noch keinen t3n-Account? Hier registrieren

Anzeige
Anzeige