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29.07.2014 - 

Lithium-Akkus

Neue Handy-Akkus sollen zwei bis dreimal länger durchhalten

Forschern der Stanford University ist gelungen, eine stabile Lithium-Anode zu entwickeln. Handys mit den neuen Lithium-Akkus sollen zwei bis dreimal länger durchhalten als bisherige Li-Ionen-Energiespender.
Foto: virtua73 - Fotolia.com

Forschern der Stanford-University ist es gelungen, eine stabile Lithium-Anode zu entwickeln. Akku-Laufzeiten von Smartphones oder Elektrofahrzeugen sowie die Lebensdauer der wiederaufladbaren Batterien könnten dadurch deutlich verlängert werden, ohne dass die Energiespender mehr Platz in den Geräten benötigen, heißt es in dem in der Fachzeitschrift "Nature Nanotechnology" veröffentlichten Bericht. Das wird durch eine Schutzschicht aus amorphem Kohlestoff erreicht, die den Einsatz von Lithium ermöglicht, indem sie Reaktionen verhindert und der starken Ausdehnung beim Laden standhält. Die bisherigen Lithium-Ionen-Akkus verwenden meist eine Anode aus Graphit oder Silizium.

Lithium-Ionen dehnen sich viel stärker aus als andere Materialien. Wegen der Deckschichtbildung wird Lithium nicht als kompaktes Metall, sondern dendritisch, also in kleinen Kristallen, abgeschieden. Der entstehende Lithium-Schwamm ist hoch reaktiv und kann durch die Trennschicht (Separator) hindurch zur positiven Elektrode durchwachsen und einen Kurzschluss verursachen.

Mit dem neuen Verfahren konnte die Coulombsche Effizienz von 96 auf 99 Prozent gesteigert werden, berichten die Forscher. Dabei handelt es sich vereinfacht gesagt um das Verhältnis von Energieabgabe beim Verbrauchen und Energieaufnahme beim Aufladen. In bisherigen Versuchen mit Lithium-Anoden sank diese bereits nach 100 Ladezyklen auf lediglich 50 Prozent. Mit der neuen Technologie aus Stanford liegt die Effizienz auch nach 150 Ladezyklen noch bei 99 Prozent.

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