Lithium-Ionen-Akku: Anodentechnik ermöglicht mehr Kapazität und kürzere Ladezeit
Harold Kung: Neue Anodentechnik (Bild: Northwestern University)

Lithium-Ionen-Akku Anodentechnik ermöglicht mehr Kapazität und kürzere Ladezeit

Eine neue Technik für die Anode soll laut US-Forschern deutlich leistungsfähigere Lithium-Ionen-Akkus ermöglichen. Der Akku soll zehnmal mehr Energie speichern können als heutige Akkus. Gleichzeitig verkürzt sich die Ladezeit.

Anzeige

Wissenschaftler der Northwestern University in Evanston im US-Bundesstaat Illinois haben eine neue Elektrode für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt. Diese soll die Speicherkapazität der Akkus erhöhen sowie kürzere Ladezeiten ermöglichen.

Wenn die in einem Lithium-Ionen-Akku gespeicherte elektrische Energie genutzt wird, wandern Lithium-Ionen von der Anode durch ein Elektrolyt zur Kathode. Wird der Akku wieder geladen, verläuft der Prozess in umgekehrter Richtung. Die Kapazität wird dabei dadurch bestimmt, wie viele Lithium-Ionen sich an beiden Elektroden anlagern können. Die Ladezeit hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die Ionen von einer Elektrode zur anderen wandern.

Ein Ion, sechs Atome

Für beide Faktoren haben die Forscher um Harold Kung eine Lösung gefunden, wie sie im Fachmagazin Adancend Energy Materials schreiben. Anode und Kathode bestehen aus jeweils mehreren Lagen aus Graphen, einem zweidimensionalen Kohlenstoff. Eine Beschränkung besteht darin, dass sich ein Lithium-Ion an sechs Kohlenstoffatome anlagert.

Werden die Elektroden aus Silizium gefertigt, steigt die Kapazität: An ein Siliziumatom können sich vier Lithium-Ionen anlagern. Das Problem ist aber, dass sich das Silizium dabei stark ausdehnt und zusammenzieht, wodurch sich seine Speicherkapazität schnell reduziert. Kung und seine Kollegen haben eine Anode aus beiden Materialien gefertigt: Sie platzieren Siliziumcluster zwischen den Graphenlagen, die das Silizium stabilisieren. Dadurch steigt die Speicherkapazität der Elektrode.

Ionenstau

Die Ladegeschwindigkeit hängt mit der Form des Graphen zusammen: Die Lagen sind vergleichsweise lang. Die Lithium-Ionen müssen an den äußeren Lagen entlang wandern, bevor sie zu den dahinter liegenden gelangen. Dabei kommt es an den Enden der Lagen zu Ionenstaus. Die Forscher haben ihre Anode so konstruiert, dass in den Graphenlagen 10 bis 20 Nanometer große Löcher sind, die die Lithium-Ionen als Abkürzung nutzen. Dadurch soll sich die Ladezeit verringern.

Mit der von ihnen entwickelten Technik soll ein Akku nach Angaben der Wissenschaftler um Kung bis zu zehnmal mehr elektrische Energie speichern können. Gleichzeitig soll die Ladezeit nur noch ein Zehntel betragen. Die neue Technik solle in drei bis fünf Jahren serienreif sein, sagen die Entwickler.


Atalanttore 03. Dez 2011

Nur hört und sieht man nach der ersten Vorstellung nie wieder was von diesen Akkus.

tilmank 16. Nov 2011

Hmm, als Brennstoffzellenakku kann man das zwar nicht bezeichnen, Nachtanken im Betrieb...

Enyaw 16. Nov 2011

na dann erklär mal...

tilmank 16. Nov 2011

Ich habe erst garnicht kapiert was du meinst :D Also rein logisch entspricht "10 mal...

brill 15. Nov 2011

Akkuladeizeiten wurden doch schon vor Jaaaaahren dank Betavoltaik überflüssig... Jede...

Kommentieren



Anzeige

  1. Projektmanager IT (m/w)
    Motel One Group, München
  2. Ingenieur / Techniker (m/w) IP Netzwerkdesign
    Siemens AG, Hamburg
  3. Java-Entwickler/in Systemintegration IT-Organisation und Softwareentwicklung
    HESSISCHER RUNDFUNK, Frankfurt
  4. System Architekt (m/w) Exchange / Microsoft Windows
    DATAGROUP Köln GmbH, Köln

 

Detailsuche


Folgen Sie uns
       


  1. Bericht

    Apple-Dokumente deuten auf neues Produkt hin

  2. Kreditkartendaten gestohlen

    UPS bestätigt Hackerangriff

  3. Apple

    OS X Yosemite - die zweite öffentliche Beta ist da

  4. Threshold

    Microsoft will Windows 9 am 30. September vorstellen

  5. Mini-PC

    Broadwell- und Braswell-NUCs laden Smartphones drahtlos

  6. Leica M-P

    Messsucherkamera mit Saphirglas

  7. Infotainment

    Toyota baut Nexus 7 ins Auto ein

  8. Age of Wonders 3

    Erweiterung Golden Realms mit Halblingen

  9. Programmierschnittstelle

    Nvidias Cuda 6.5 für mehr Tempo und ARM64

  10. Laufzeitumgebung

    Teile von Unity werden quelloffen



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de



Alienware Alpha ausprobiert: Fast lautlose Steam-Machine mit eigenem Windows-UI
Alienware Alpha ausprobiert
Fast lautlose Steam-Machine mit eigenem Windows-UI
  1. Crytek Ryse für PC mit 4K-Videos belegt über 120 GByte
  2. Wirtschaftssimulation Golem Labs entwickelt die Gilde 3
  3. Wargaming Seeschlachten mit World of Warships

Die Paten des Internets: Oliver Samwer - die "Execution-Sau"
Die Paten des Internets
Oliver Samwer - die "Execution-Sau"
  1. Samwer United Internet kauft großen Anteil von Rocket Internet
  2. Oliver Samwer "Sehr viele Unternehmen haben wir zu früh verkauft"
  3. Verivox Tarifvergleichsplattform Toptarif von Konkurrenten gekauft

IT und Energiewende: Intelligenztest für Stromnetze und Politik
IT und Energiewende
Intelligenztest für Stromnetze und Politik

    •  / 
    Zum Artikel