Abo
  • Services:

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.

Artikel veröffentlicht am ,
Harold Kung: Neue Anodentechnik
Harold Kung: Neue Anodentechnik (Bild: Northwestern University)

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.

Stellenmarkt
  1. SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG, Bruchsal
  2. Landeshauptstadt Wiesbaden, Wiesbaden

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.



Anzeige
Spiele-Angebote
  1. 14,99€ + 1,99€ Versand oder Abholung im Markt
  2. 59,99€ mit Vorbesteller-Preisgarantie
  3. 50,99€ mit Vorbesteller-Preisgarantie
  4. 54,99€ mit Vorbesteller-Preisgarantie

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...


Folgen Sie uns
       


Leistungsschutzrecht und Uploadfilter - Golem.de Live

Nach der EU-Kommission und den Mitgliedstaaten sprach sich am Mittwoch in Brüssel auch der Rechtsausschuss des Europaparlaments für ein Recht aus, das die digitale Nutzung von Pressepublikation durch Informationsdienste zustimmungspflichtig macht. Ein Uploadfilter, der das Hochladen urheberrechtlich geschützter Inhalte verhindern soll, wurde ebenfalls auf den Weg gebracht. Doch was bedeutet diese Entscheidung am Ende für den Nutzer? Und wer verfolgt eigentlich welche Interessen in der Debatte?

Leistungsschutzrecht und Uploadfilter - Golem.de Live Video aufrufen
Always Connected PCs im Test: Das kann Windows 10 on Snapdragon
Always Connected PCs im Test
Das kann Windows 10 on Snapdragon

Noch keine Konkurrenz für x86-Notebooks: Die Convertibles mit Snapdragon-Chip und Windows 10 on ARM sind flott, haben LTE integriert und eine extrem lange Akkulaufzeit. Der App- und der Treiber-Support ist im Alltag teils ein Manko, aber nur eins der bisherigen Geräte überzeugt uns.
Ein Test von Marc Sauter und Oliver Nickel

  1. Qualcomm "Wir entwickeln dediziertes Silizium für Laptops"
  2. Windows 10 on ARM Microsoft plant 64-Bit-Support ab Mai 2018
  3. Always Connected PCs Vielversprechender Windows-RT-Nachfolger mit Fragezeichen

Raumfahrt: Boeing und SpaceX kämpfen mit dem Regulierungschaos der Nasa
Raumfahrt
Boeing und SpaceX kämpfen mit dem Regulierungschaos der Nasa

Die neuen Raumschiffe von Boeing und SpaceX verspäten sich und werden wohl erst 2020 mit Crew fliegen. Die Aufsichtsbehörde der US-Regierung sieht einen Teil der Schuld beim Chaos im Nasa-Management.
Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

  1. Nasa-Teleskop Überambitioniert, überteuert und in dieser Form überflüssig
  2. Nasa Forscher entdecken Asteroiden, bevor er die Erde erreicht
  3. Nasa 2020 soll ein Helikopter zum Mars fliegen

Krankenversicherung: Der Papierkrieg geht weiter
Krankenversicherung
Der Papierkrieg geht weiter

Die Krankenversicherung der Zukunft wird digital und direkt, aber eine tiefgreifende Disruption des Gesundheitswesens à la Amazon wird in Deutschland wohl ausbleiben. Die Beharrungskräfte sind zu groß.
Eine Analyse von Daniel Fallenstein

  1. Imagen Tech KI-System Osteodetect erkennt Knochenbrüche
  2. Medizintechnik Implantat wird per Ultraschall programmiert
  3. Telemedizin Neue Patienten für die Onlinepraxis

    •  /