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. IT-Servicetechniker (m/w)
    ecs Büro- und Datentechnik Handelsges. mbH, Weilheim, Kempten
  2. Software-Requirement-Engineer Finanzwesen (m/w)
    AKDB, München
  3. SAP-ABAP-Entwickler (m/w)
    Ponnath DIE MEISTERMETZGER GmbH, Kemnath bei Bayreuth
  4. Datenbank Administrator DB2 (m/w)
    Sparda-Datenverarbeitung eG, Nürnberg

 

Detailsuche


Folgen Sie uns
       


  1. Bundesgerichtshof

    Ärzte müssen Bewertungen im Internet dulden

  2. Apt

    Buffer Overflow in Debians Paketmanagement

  3. Impera i10G

    Allview stellt neues Windows-Tablet für 280 Euro vor

  4. Payment Blocking

    Bundesländer verbieten über 100 Glücksspielseiten

  5. 125 Jahre Nintendo

    Zum Geburtstag mehr Mut

  6. Android

    Google Now zeigt jetzt günstigere Flüge an

  7. Abstimmung

    Streiks bei Amazon auf drei Tage verlängert

  8. Eemshaven

    Google baut riesiges Rechenzentrum in Europa

  9. Neue Android-Version

    Google-Entwickler diskutieren bereits über Android M

  10. Dead Man Zone

    Totmannschalter im Darkweb



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de



Zoobotics: Vier- und sechsbeinige Pappkameraden
Zoobotics
Vier- und sechsbeinige Pappkameraden
  1. Schnell, aber ungenau Roboter springt im Explosionsschritt
  2. Softrobotik Weicher Roboter bekommt neuen Antrieb
  3. Dyson 360 Eye Staubsauger schickt Sauberkeitsbericht übers Smartphone

Apples iOS 8 im Test: Das mittelmäßigste Release aller Zeiten
Apples iOS 8 im Test
Das mittelmäßigste Release aller Zeiten
  1. Potenzielles Sicherheitsproblem iOS-8-Tastaturen wollen mithören
  2. Apple Update auf iOS 8 macht das iPhone 4S träger
  3. Watchever und Dropbox Einige Apps haben Probleme mit iOS 8

PC-Spiele mit 4K, 5K, 6K: So klappt's mit Downsampling
PC-Spiele mit 4K, 5K, 6K
So klappt's mit Downsampling
  1. Ifa Vodafone Deutschland und Cisco bringen 4K-Set-Top-Box
  2. Alpentab Wienerwald Das Holztablet mit Bay Trail oder als Nobelversion
  3. Ultra High Definition Scharf allein ist nicht genug

    •  / 
    Zum Artikel