Sulfurie könnten die Reichweite von Elektroautos uff mehr denn 1000 Kilometer steigern, verlieren dagegen bislang zu schnell an Ladekapazität. Doch Lithium-Metall-Batterien wenige Stunden im komplett entladenen Zustand zu halten, könnte ihre Leistungsfähigkeit klar potenzieren. Forscher um Yi Cui und Wenbo Zhang von dieser Stanford University in Kalifornien kennzeichnen im Fachjournal „Nature“ zusammenführen Weg, einer Lithium-Metall-Batterie nachdem 100 Lade-Entlade-Zyklen eine um 44 Prozent höhere Kapazität zu verschaffen.
Lithium-Ionen-Batterien sind derzeit etwa in Laptops und Elektroautos gängig. Pro die Elektrode, die beim Entladevorgang denn Anode funktioniert, wird in dieser Regel Grafit verwendet. Dieses Material stellt jedoch selbst keine Elektronen zu Händen dasjenige Laden und Entladen zur Verfügung –- und dasjenige schmälert die Leistung. Dagegen könnte eine Lithium-Anode – wie in einer Lithium-Metall-Batterie – durch mehr verfügbare Elektronen die Energiedichte potenzieren. Zudem ist Lithium leichter denn Grafit, welches Gewicht sparen würde.
„Lithium-Metall-Batterien, die metallisches Lithium denn Anode verwenden, sind denn nächste Generation wiederaufladbarer Batterien vielversprechend“, schreibt Laura Merrill von den Sandia National Laboratories in Albuquerque in einem „Nature“-Kommentar. Bisher hat dieser schnelle Kapazitätsverlust nachdem kurzem Gebrauch verhindert, dass Lithium-Metall-Batterien denn Akkus genutzt werden; stattdessen finden sie Verwendung etwa denn nicht aufladbare Knopfzellen.
Das Problem wohnhaft bei Lithium-Metall-Batterien ist Folgendes: Bei gängigen Elektrolyten denn Batterieschicht, in dieser sich die Elektronen in Bewegung setzen, bildet sich an dieser Anode eine sogenannte Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase. Diese besteht im Wesentlichen aus zersetztem Elektrolyt und ist zu Händen dasjenige Funktionieren dieser Batterie wichtig. Doch können Körnchen aus metallischem Lithium in welche Grenzphase eingebunden und damit von dieser Anode tot werden.
Diese abgetrennten Körnchen bedeuten zusammenführen Kapazitätsverlust, denn sie nehmen nicht mehr an den Lade-Entlade-Zyklen teil. Cui, Zhang und Kollegen stellten nun starr, dass die Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase sich größtenteils auflöst, wenn die Batteriezelle eine Weile im entladenen Zustand verbleibt. In dieser Folge bekommen die meisten Lithiumkörnchen wieder Kontakt zur Anode, beteiligen sich dementsprechend wieder am Lade-Entlade-Vorgang.
„Früher dachten wir, dass dieser Energieverlust nicht umkehrbar sei“, wird Cui in einer Mitteilung seiner Universität zitiert. „Aber unsrige Studie hat gezeigt, dass wir verlorene Kapazität problemlos in Folge dessen zurückführen können, dass wir die entladene Batterie ruhen lassen.“
Im „Nature“-Kommentar bescheinigt Merrill den Studienautoren, eine „entscheidende neue Perspektive“ aufgezeigt zu nach sich ziehen. Allerdings hätten die Wissenschaftler bisher nur im Bereich dieser Niederspannung geforscht, zudem sei dieser Effekt nicht an halb geladenen Batteriezellen untersucht worden.
Cui, Zhang und Kollegen sind jedoch zuversichtlich, dass sich dasjenige zeitweilige Halten von Batteriezellen im entladenen Zustand etwa in Elektroautos durch getreu programmierte Batterie-Managementsysteme umtopfen lässt. Diese könnten wohnhaft bei Bedarf einzelne Batteriesegmente komplett entlassen – während andere weiter lebenskräftig bleiben. Damit bliebe ein Fahrzeug prinzipiell Gewehr bei Fuß.
Source: welt.de