UC San Diego Akkus durch Direktüberwachung doppelt so schnell laden

Forscher in den USA haben Algorithmen entwickelt, durch die sich das Laden von Lithium-Ionen-Akkus verändern soll. Die Zellen können nicht nur schneller, sondern auch schonender geladen werden, was ihre Lebensdauer verlängert.

Amerikanische Forscher haben Algorithmen entwickelt, die Akkuzellen beim Laden in ihren Grenzbereichen betreiben, um den Ladeprozess schneller und schonender zu machen. Wer ein modernes Ladegerät für AA-Zellen besitzt, weiß: Nur die Stromstärke, mit der geladen wird, lässt sich direkt beeinflussen. Auf diesen Parameter sowie die Spannung und die Temperatur verlassen sich alle Ladegeräte. Dabei geben die Werte nicht an, was wirklich im Inneren der Zelle passiert.

Dort könne es nämlich zu einem regelrechten Stau der Ionen kommen, beschreibt die Universität von Kalifornien in San Diego (UCSD). Die elektrochemischen Effekte im Inneren des Akkus zu beobachten, ist nur unter Laborbedingungen und auch dann nur sehr schwer möglich.

Dabei wäre es, so die Wissenschaftler weiter, die einzig verlässliche Methode, die Chemie der Zelle direkt zu kontrollieren, um sie möglichst schnell und schonend zu laden. Zwar lassen sich die meisten Lithium-Ionen-Akkus auch mit hohen Stromstärken laden - manche Ladegeräte kühlen sie dabei aktiv -, das drückt aber die Lebensdauer der Zellen. Auch bei manchen Notebooks ist es mittlerweile üblich, dem Anwender die Wahl zwischen schonendem oder schnellem Laden zu lassen.

Das soll eine neue Technologie der UCSD nun überflüssig machen. Die Forscher haben Algorithmen entwickelt, die den Fluss der Ionen und deren Staus recht genau abschätzen können. Dadurch können sie die Zelle beim Laden stets in ihrem Grenzbereich betreiben, ohne sie zu beschädigen.

Das Verfahren wird von Behörden und Industrie als recht vielversprechend eingeschätzt. Von einem Forschungsbudget von insgesamt 9,6 Millionen US-Dollar erhält die UCSD immerhin einen Anteil von 460.000 US-Dollar, um die Ladetechnik weiterzuentwickeln. Bereitgestellt werden die Gelder von der ARPA-E, der Forschungsabteilung des US-Energieministeriums, dem Automobilzulieferer Bosch und dem Akkuhersteller Cobasys.