Grundsätzlich wird die Ladekapazität von Lithium-Ionen-Akkus dadurch begrenzt, wie viel Lithium die Anode des Akkus beim Aufladen aufnehmen kann. Derzeit kommt als Material meist Kohlenstoff zum Einsatz, wie Kuzmany bestätigt. Cuis Team zufolge hat Silizum eine deutlich höhere Aufnahme-Kapazität. Allerdings dehne sich Silizium bei der Lithium-Aufnahme um rund einen Faktor vier aus, um beim Entladen des Akkus wieder zu schrumpfen. Dieses Expandieren und Schrumpfen im Ladezyklus hat bei Versuchen etwa mit Silizium in Dünnfilm-Verarbeitung schnell zu Pulverisierung und damit Kapazitätsverlust geführt. Dieses Problem habe Cuis Team jetzt durch eine Verarbeitung des Siliziums in Form von Nanodrähten gelöst, diese blieben im Lade-Entlade-Zyklus stabil. " Die Drähte haben wegen ihrer kleinen Durchmesser offensichtlich die Eigenschaft, dass die Lithium-Ionen besser aus- und eintreten können", kommentiert Kuzmany die Lösung.
Ein Beitrag mit den genauen Forschungsergebnissen von Cui, seiner Mitarbeiterin Candace Chan und fünf weiteren Forschern wurde am 16. Dezember bei Nature Nanotechnology unter dem Titel "High-performance lithium battery anodes using silicon nanowires" veröffentlicht. (pte)