Forschern ist es gelungen Akkuzellen kleiner und leistungsfähiger zu machen

Die Akkuzellen sind derzeit die Achillesverses des Elektroautos,  aber weltweit arbeiten Wissenschaftler daran, die Akkuzellen leistungsfähiger zu machen. Nun scheint es so, dass Forschern der Stanford Universität ein wichtiger Schritt gelungen ist, welcher die Lithium-Ionen Akkuzellen, kleiner, leistungsfähiger und vielleicht auch langlebiger machen könnte.

 

Hier sind die einzelnen Lithium-Ionen Akkuzellen der Batterieeinheit im Elektroauto Nissan e-NV200 zu sehen.
Hier sind die einzelnen Lithium-Ionen Akkuzellen der Batterieeinheit im Elektroauto Nissan e-NV200 zu sehen.

In den meisten Elektrofahrzeugen werden Lithium-Ionen Akkuzellen eingesetzt, weil diese insgesamt am besten den Bedarf von elektrisch angetriebenen PKWs abdecken. Trotzdem sind die Akkumulatoren noch nicht klein und leistungsfähig genug, um Elektromobile günstiger werden zu lassen.

Nach eigenen Angaben ist es US-Wissenschaftlern gelungen, eine sichere Anode aus Lithium zu konstruieren.
Die heutigen Anoden in den Akkus bestehen oft aus Silizium oder Graphit, laut der Wissenschaftler eignet sich Lithium jedoch viel besser, weil es mehr Ionen aufnehmen kann.

Ein Problem ist, dass Lithium Dendriten genannte Verästelungen erzeugt.
Und eben jene Verästelungen sorgen dafür, dass die einzelne Akkuzelle nicht mehr so leistungsfähig ist – schlimmstenfalls können sie auch Kurzschlüsse erzeugen-

Um die Auswüchse zu verhindern haben die US-Forscher mit einer einzelnen Lage aus Nanohohlkugeln aus Kohlenstoff mit einer Wandstärke von 20 Nanometern beschichtet.
Die einzelnen Nanoröhren sind untereinander verbunden, so dass eine Binenwaben-artige Struktur entsteht.

Die Nanoschutzschicht lässt die Lithium-Ionen Akkumulatoren aber auch sicherer werden, denn das Nanomaterial sorgt dafür, dass das Elektrolyt nur noch in einem geringen Umfang mit dem Lithium in Verbindung kommt.

Derzeit liegt die coulombsche Effizienz von einer der neuen Akkuzellen bei 99 Prozent, die Stanford-Forscher wollen den Wert aber auf 99,9 Prozent erhöhen.
Die coulombsche Effizienz beschreibt das Verhältnis zwischen der Ladung, die eine Akkuzelle während Ladevorgangs aufnimmt und der Ladung, die er beim Entladen abgibt.

Laut der Wissenschaftler bleibt die Kapazität derzeit auch nach 150 Ladevorgängen gleich, jedoch ist es das Ziel der Forscher, dass die Kapazität der Stromspeicher in Zukunft auch nach mehreren tausend Ladezyklen gleichbleibt.

Via: Golem

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Kai
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