Manche Lithium-Ionen-Akkus mögen‘s heiß

23. August 2016, 17:36 Uhr
Quelle: Van den Broek J, Afyon S, Rupp JLM: Interface-Engineered All-Solid-State Li-Ion Batteries Based on Garnet-Type Fast Li+ Conductors. Advanced Energy Materials 2016, 1600736, doi:
Quelle: Van den Broek J, Afyon S, Rupp JLM: Interface-Engineered All-Solid-State Li-Ion Batteries Based on Garnet-Type Fast Li+ Conductors. Advanced Energy Materials 2016, 1600736, doi:
Nicht wenige Forschungseinrichtungen suchen nach neuen Wegen zur Vermeidung der Gefahren, die durch Lithium-Ionen-Akkus mit flüssigen Elektrolyten drohen. Forscher der ETH-Zürich verweisen in diesem Zusammenhang auf ein Material, das auch bei hohen Temperaturen stabil bleibt und nicht entflammbar ist. Ein Fortschritt gegenüber den bisherigen Akku-Versionen, in denen sich ein entflammbares Gel befindet – und ein Fortschritt im Hinblick auf die bisherigen Einschränkungen bezüglich der Formgebung.

Eines der größten Hindernisse, die es zu überwinden galt, war die Erzeugung eines optimalen Elektronenkreislaufs zwischen Elektroden und Elektrolyt. Die Lösung fanden die schweizer Forscher in Form einer festen, kristallinen Lithium-Granat-Verbindung, die sie als festen Elektrolyten einsetzten und der für seine Leitfähigkeit gegenüber Lithium-Ionen bekannt ist.

Auf der porösen Oberfläche des festen Elektrolyten wird das Material, das den negativen Pol bildet, in flüssiger Form aufgetragen und dringt, bevor es sich bei 100 °C verfestigt, in die Poren der Oberfläche ein – undenkbar bei einem flüssigen Elektrolyten. Der Trick mit der porösen Oberfläche hat den Vorteil, dass der Kontakt zwischen dem negativen Pol und dem festen Elektrolyten beträchtlich verbessert wird und damit den Ladevorgang beschleunigt. Der Akku funktioniert auch bei normaler Umgebungstemperatur, aber die ideale Temperatur beträgt 95 °C und mehr.

Ein Einsatzgebiet für solche Akkus wäre zum Beispiel eine Zentrale zur Stromerzeugung, wobei die für die Akkus benötigten Temperaturen durch die Abwärme einer benachbarten Fabrik bereitgestellt werden könnten. Eine weitere Anwendung des Verfahrens wäre die Herstellung von Dünnschicht-Akkus zur direkten Integration innerhalb von Halbleiterchips, was völlig neue, weitreichende Perspektiven eröffnen würde.
 
Kommentare werden geladen...
Verwandte Artikel