Lithium-Ionen-Akkus in Elektrofahrzeugen und stationären Speichern könnte der Energiewende zum Durchbruch verhelfen. Bezüglich Leistungsfähigkeit und Sicherheit wird intensiv an Verbesserungen geforscht.

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.

1 Kommentar

  1. Meine heutige Messung beim Laden eines Fahrradakkus, LiCoO2 , schon 4 Jahre in Gebrauch mit dem Glocknerbike und gerade noch gut genug bei warmen Tagen damit EInkaufenzu fahren, aber interessant, was ich heute gemessen habe, dass eine solche Einkaufsfahrt zum Hofer, etwa 2 Kilometer, nicht mehr als 14 Wattstunden benötigt.
    Zum Messen habe ich ein so genntes „Balancer Gauge“ in mein neues Ladegerät geschaltet, welches normalerweise für Flugakkus von Elektromodell-Flugzeugen verwendet wird und es damit sichtbar wird, wie die eingebaute BMS die Überschüssige Ladung des Akkus übernimmt und somit schützt. Das ist bei einer 10 Zelligen LiCoO2-Batterie bei 40,85 Volt der Fall, wo keine weitere Steigerung der Ladung möglich ist.
    Nun kann ich damit auch die Entladung messen wie mit einer Tankanzeige beim Verbrennungsmotor und weiß damit genau wenn es wiederum zur Tankstelle nötig ist.
    Ich fahre mit meinen neuen Batterien schon mit LiFePO4 Zellen, welche nicht unter Frost leiden, wie diese alte Batterie, denn das ist im Winter so wie wenn der darin befindliche Treibstoff einfrieren würde.
    14 Wattstunden, kosten etwa 0,3 Cent aus der Steckdose.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

*
*