Akkus mit Lithium-Elektroden speichern mehr Strom
Wissenschaftler lösen Probleme mithilfe eines fluorbasierten Elektrolyten.
Mit Lithium-Elektroden lassen sich Batterien herstellen, die schnell aufgeladen werden können, eine hohe Kapazität haben und auch nach vielen Lade- und Entladezyklen Elektroautos noch zuverlässig mit Strom versorgen. Doch Lithium ist laut Forschern der Forscher der University of Marylandnicht stabil genug, sodass die Verwendung als Anode – eine der beiden Elektroden – bisher illusorisch war.
Neuer Elektrolyt bringt die Lösung
Mit einem Trick lässt sich die Instabilität eliminieren. Die Experten setzen einen fluorbasierten Elektrolyten ein, der die Lithium-Elektrode fit hält. Elektrolyte befinden sich zwischen Anode und Kathode. Sie sorgen dafür, dass elektrisch geladene Teilchen stets nur eine Richtung einschlagen und sich zu einem elektrischen Strom formieren. Den Ruhm, der Lithium-Ionen-Batterie auf die Sprünge zu helfen, müssen sich die Forscher der University of Maryland mit Kollegen vom U.S. Army Research Laboratoryund dem Argonne National Laboratory teilen.
Nach 1.000 Zyklen lag die Kapazität der neuen Lithium-Ionen-Batterie noch bei 93 Prozent, was die Forscher als „beispiellos“ ansehen. Außenstehende sehen das auch so. „Diese Arbeit ist bei Batterien ein großer Schritt vorwärts, um die Energiedichte zu erhöhen“, unterstreicht Jang Wook Choi, Juniorprofessor für Chemie- und Bio-Ingenieurswesen an der Seoul National University, der an der Entwicklung nicht beteiligt war. Bisher funktioniert die Technik erst bei Knopfzellen, also Geldstückgroßen Batterien. Gemeinsam mit Industriepartnern arbeiten die Forscher jetzt daran, sie auf große Batterien zu übertragen.
Brandgefahr ganz nebenbei gebannt
„Unser Ziel war es, die Kapazitätsbegrenzung bei Lithium-Ionen-Akkus zu überwinden“, sagt Chunsheng Wang, Professor für Chemie- und Bio-Ingenieurswesen an der University of Maryland. Das sei gelungen. Gleichzeitig hätten die Forscher noch ein zweites Problem gelöst. Der neue Elektrolyt kann nicht brennen. In früheren Jahren gingen schon mal Laptops und Elektroautos in Flammen auf, weil die Batterien explodierten.
