Forscher:innen der University of Science and Technology in China ist ein Durchbruch gelungen, was die Ladezeiten von Lithium-Ionen-Batterien betrifft. Mit der neuen Technologie erreichen diese in weniger als sechs Minuten eine Kapazität von 60 Prozent. Dies wird als „extrem schnelles“ Aufladen beschrieben. Für die Wissenschaftler:innen ist das ein Sprungbrett hin zur verbesserten Entwicklung von Elektrofahrzeugen.

Damit könnte das sogenannte „Schnellladeziel“ des US-Energieministeriums von zehn Meilen (16 Kilometer) Fahrt pro Lademinuten erreicht werden. Die Forschung wurde in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Wie das Online-Wissenschaftsmagazin New Atlas berichtet, konzentriert sich die aktuelle Forschung in diesem Bereich auf eine der beiden Elektroden in einer Lithium-Ionen-Batterie, die sogenannte Anode. Diese ist für Wissenschaftler:innen auf diesem Gebiet besonders interessant, da neu gestaltete Anoden große Leistungsvorteile bieten könnten – darunter das Halten von viel mehr Energie, aber auch das viel schnellere Aufladen.

Eine Möglichkeit der Neugestaltung besteht darin, die Mischung aus Graphit und Kupfer in der Anode durch reines Lithium-Metall zu ersetzen. Dadurch könnte sich die Ladekapazität aktueller Geräte um das Zehnfache erhöhen. Weitere Möglichkeiten sind das Einbringen experimenteller Nanokugeln in die Anode, um die Kapazität zu erhöhen, oder gar das vollständige Weglassen der Anode, um eine kleinere und günstigere Batterie zu erhalten. Die Forscher:innen hinter dieser neuen Studie versuchten hingegen, die Standardanode zu verbessern, indem sie eine neue poröse Architektur mit durchgehend verstreuten Graphitpartikeln einer bestimmten Größe entwarfen. Die Idee dabei war, die bisher ungeordnete Struktur der Anoden besser zu ordnen, damit sie sich für ein optimales Aufladen eignet.

Zusammen mit der idealen Verteilung unterschiedlich großer Partikel und Zwischenräume in der Anode fügte das Team auch Kupfer-Nanodrähte und eine Kupferbeschichtung hinzu und verwendete Wärme- und Kühlbehandlungen, um neuartige Komponenten zu bilden. Wie Techxplore berichtet, wurde diese Anode nun in einen Standard-Lithium-Ionen-Akku eingebaut und ermöglichte es, ihn in 5,6 Minuten auf 60 Prozent und in 11,4 Minuten auf 80 Prozent aufzuladen.