Lithium-Ionen-Akkus sind recht sicher. Milliarden davon werden täglich auf der ganzen Welt benutzt, in Mobiltelefonen, Laptops und Elektrofahrzeugen. Manchmal kommt es zu einem Defekt und die Akkus fangen Feuer, vor allem nach schlimmen Unfällen. Raum für Verbesserungen gibt es also auch bei Akkus, genau daran arbeiten Forscher der Universität von North Carolina.
Eigentlich untersuchte das Team ein Material, das Meeresleben daran hindern soll sich an Schiffsböden anzusetzen. Gefunden haben sie womöglich einen Ersatz für die einzige entflammbare Komponente der Lithium-Ionen-Akkus, den Elektrolyten. Des Pudels Kern war die Entdeckung, Lithiumsalze in ein Polymer aufzulösen. Die meisten Polymere lassen sich nicht mit Salzen mischen, aber mit diesem war es möglich und zudem stellte es sich unerwarteterweise als nicht entflammbar heraus.
Neue Einblicke
An der Verbesserung der Akkuleistung arbeiten Wissenschafter am Pacific Northwest Labor, die eine Methode entdeckt haben, den elektrischen Fluss besser zu sehen. Im Speziellen geht es dabei um eine Schicht, die sich zwischen Elektrode und Elektrolyt bildet und die Bewegung von Elektronen verhindert, wodurch die Akkuleistung sinkt. Den Einsatz des Transmissionselektronenmikroskop haben sich die Chemiker bei den Kollegen der Biologie abgeschaut, die damit das Zytoplasma von Zellen studieren.
Fließen Elektronen während des Ladens durch die Elektrode, müssen sie auf positiv geladene Ionen treffen – in der Schicht zwischen der Elektrode und der Elektrolytlösung. Ionen müssen durch Poren in der Elektrode schlüpfen, was zu einer Art Verklausung in der umgebenden Schicht führt, die als Schwellung beobachtet werden kann. Wie diese Schwellung die Akkuleistung beeinflusst und wie sich diese Reaktion während wiederholter Ladevorgängen entwickelt, könnte der Schlüssel zur Verbesserung der Akkus sein.
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