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Forscher fanden Metall, das die Lebensdauer von Akkus verlängert

Die derzeit äußerst populären Lithium-Ionen-Batterien, die in Handys, elektrischen Autos und Fahrrädern verwendet werden, könnten bald durch eine neue Technologie ersetzt werden.

Die Langlebigkeit, Verlässlichkeit, Leistungsstärke und Energiespeicherfähigkeit von Akkus können laut Forschern dank der neuen Technologie noch weiter verbessert werden. Außerdem könnte man damit auch die schädlichen Reaktionen verringern, die durch die Bewegungen von Elektroden und Elektrolyten bei Auf- oder Entladung des Akkus entstehen. Auch der Gefahr, dass Lithium sich mit Elementen des Elektrolyten vereint und so sogar einen Brand durch Kurzschluss verursachen kann, wird mit der neuen Zusammensetzung entgegengewirkt.

Um den Aufbau von Elektrolyten besser zu begreifen, haben Forscher der Columbia University laut einem Artikel der Zeitschrift ‚Cell Reports Physical Science‘ genauere Untersuchungen an Batterien mittels Kernspinresonanztomografie vorgenommen. Dabei stellten die Wissenschaftler fest, „dass Kalium-Ionen die Bildung unerwünschter chemischer Verbindungen abschwächen, die sich auf der Oberfläche von Lithiummetall ablagern und den Transport von Lithium-Ionen während des Ladens und Entladens der Batterie verhindern.“ Konkret handelt es sich bei den ungewollten Verbindungen um Lithiumkarbonat und Polyethylenglykol.

In begleitenden Experimenten stellten die Wissenschaftler weiterhin fest, dass Kaliumhexafluorophosphat eine besonders glatte Oberfläche auf den Elektroden des häufig verwendeten Elektrolyten LP 30 bildet und sogar die ungewollten chemischen Reaktionen verhindert.

Um dies zu erreichen mussten dem Elektrolyten bislang Stoffe zugesetzt werden, die diese störenden Reaktionen verhindern, indem sie sich an die Reaktionsprodukte binden. Die Kalium-Ionen stellen jedoch einen alternativen Ansatz dar, um Lithium-Akkus weiter zu verbessern.

Aktuell ist allerdings noch nicht absehbar, ab wann Kalium in größerem Maße bei der Herstellung von Batterien zum Einsatz kommt. Fest steht jedoch, dass Lithium ein seltener Rohstoff ist und die Technologie der Lithium-Ionen-Akkus eines Tages ihr Limit erreicht haben wird, woraufhin alternative Batterietechnologien ihren Platz einnehmen werden.

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