Lebensdauer von Batterien: Kleine Änderung des Batterieaufbaus, große Wirkung
Ein Forschungsteam der University of Maryland(öffnet im neuen Fenster) , USA, hat einen Weg gefunden, das Elektrolyt in Akkumulatoren chemisch zu verändern. Diese Anpassung, die sich in den normalen Herstellungsprozess integrieren lassen soll, ermöglicht die Bildung einer schützenden Schicht auf der Kathode der Batteriezelle.
Eine solche sich bildenden Hülle war bisher nur auf der Anode zu beobachten. Die Bedingungen an der Kathode haben einen vergleichbaren Prozess verhindert. Stattdessen löst sich die Kathode langsam auf. Zudem bilden sich Sauerstoffmoleküle und die Leistung des Akkus nimmt über die Nutzungsdauer immer weiter ab.
Andere Zersetzung des Elektrolyts schützt Kathode
Durch eine laut der Forschungsgruppe zuvor nie erreichte Kontrolle über das Verhalten des Elektrolyts entlang der Kathode wurde bei der üblichen Zellspannung von 2,4 bis 4,2 Volt ein stabiler, schützender Film erzeugt. Erreicht wurde dies durch die Ausnutzung einer Reaktion aus der organischen Chemie, die eine gezielte Zersetzung an der Kathode verursacht, um die passenden Materialien für die Schutzschicht zu erhalten.
Es soll sich nur um einen minimalen Eingriff in die Funktionsweise des Elektrolyts handeln. Die zugehörige Studie wurde in Nature Chemistry(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht.
Mehr Leistung bei längerer Lebensdauer
In den zugehörigen Versuchen wurden die Eigenschaften der Batteriezelle auf zwei Arten verbessert: Einmal konnte die bereitgestellte Leistung mehrfach erhöht werden. Bei einer anderen Form der Anpassung des Elektrolyts wurde dagegen eine nahezu stabile Kapazität der Zelle über 200 Ladezyklen festgestellt. So könnten leistungsfähigere oder langlebigere Akkumulatoren gebaut werden. Auch eine Kombination der Verbesserungen ist denkbar.
Chunsheng Wang, der verantwortliche Autor der Studie, gab sich gegenüber Techspot(öffnet im neuen Fenster) optimistisch, dass die Technik in die bestehenden industrielle Prozesse integriert werden könnte, weitere Versuche vorausgesetzt. Die Modifikation sei so einfach, dass sie in aktuellen Batterien angewendet werden könne.