Forscher aus Stanford machen Lithium-Ionen-Akkus sicherer

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Die Forscher aus Stanford haben einen Weg gefunden Akkus sicherer zu machen.
Die Forscher aus Stanford haben einen Weg gefunden Akkus sicherer zu machen.(© 2015 Enlighten)

Wissenschaftler der Stanford University haben einen Weg gefunden, Lithium-Ionen-Akkus sicherer zu machen. Setzt sich die Technologie durch, könntet Ihr auch große Akkus mit in den Flieger nehmen und müsst zukünftig wohl keine Berichte mehr über explodierende oder sich selbst entzündende Smartphones lesen.

Lithium-Ionen-Akkus können überhitzen und sind deswegen ein kleines, aber immer noch vorhandenes Sicherheitsrisiko. Nicht ohne Grund befinden sich auf Verpackungen von Smartphones und Laptops entsprechende Warnhinweise und in ein Flugzeug darf man zu große Akkus nicht mitnehmen. Setzt man die Zahl der Berichte über explodierende oder sich selbst entzündende Smartphones ins Verhältnis mit der Gesamtzahl der Geräte auf der Welt, dann besteht zwar keine große Gefahr, dennoch lohnt es sich Batterien noch sicherer zu machen – schließlich gibt es neben Smartphones ja noch mehr Einsatzzwecke für Akkus, bei denen diese größer sind und auch nicht überhitzen sollten.

Mit Chemikalien gegen Kristallbildung

In Lithium-Batterien bilden sich mit der Zeit sogenannte Dendriten – dabei handelt es sich um Kristallstrukturen, die im Extremfalls die Trennung zwischen Anode und Kathode durchbrechen und den Akku so entzünden können. Die Forscher aus Standford setzen ihren Versuchs-Batterien zwei Chemikalien zu: Während Lithium-Nitrat schon dafür bekannt ist, die Lebensdauer von Akkus zu verlängern, baut Lithium-Polysulfid Lithium-Elektroden ab. Nach vielen Versuchen haben sie schließlich ein Mischungsverhältnis gefunden, das die Bildung der gefährlichen "Wurmfortsätze" verhindert.

So soll sich der Aufbau der Lithium-Ionen-Akkus verändern.
Die zugesetzten Chemikalie verhindern, dass sich in der Lithium-Anode sogenannte Dendriten bilden und bis in die Kathode vordringen.(© 2015 Slac)

Neben der erhöhten Sicherheit haben die Wissenschaftler aus Kalifornien einen weiteren positiven Effekt festgestellt: Die Effizienz der Akkus erhöhte sich in den Versuchen deutlich. Nach 300 Ladevorgängen waren immer noch 99 Prozent der anfänglichen Kapazität verfügbar. Zum Vergleich: Akkus, denen nur Lithium-Nitrat zugesetzt wurde, zeigten nach 150 Ladezyklen einen deutlichen Leistungsabfall.

Für Fiona Li, die die Versuche leitete, lösen die neuen Erkenntnisse nicht alle Probleme von Lithium-Ionen-Akkus, seien aber ein wichtiger Schritt für die Zukunft. Die Forschungsergebnisse könnten in der Praxis die Reichweite von Elektroautos vergrößern und auch bei Smartphones die Akkulaufzeit spürbar verlängern.


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