Lithium-Akkus richtig laden

Es ist bekannt, dass Lithium-Ionen-Akkus besonders sorgfältig behandelt werden wollen, dass man sie keinesfalls überladen darf und auch die Zellentemperatur im Auge behalten sollte. Bisher nahm man an, dass Erhaltungsladung die Methode der Wahl sei und niedrige Temperaturen die Lebensdauer erhöhen würden. Speziell der letzte Aspekt scheint aber schlicht falsch zu sein. Neue, in der Zeitschrift Nature Materials von einem Forscher-Team der Stanford University veröffentliche Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass kleine Optimierungen dafür sorgen, dass die Lade- und Entladeströme und die Anzahl an Ladezyklen gleichzeitig erhöht werden können.

Zur Untersuchung der Vorgänge auf mikroskopischer Ebene haben die Forscher kleine Akkuzellen hergestellt. Diese wurden dann mit unterschiedlichen Strömen über unterschiedlich lange Zeiten geladen und anschließend auseinander genommen. Der Elektrolyt wurde beseitigt, damit Lade/Entladeprozesse gestoppt waren und die Elektroden wurden dann zur Untersuchung via Röntgenstrahlung präpariert.
Der Hauptautor Yiyang Li erläuterte, dass damit tausende Elektroden-Nanopartikel auf einmal erfasst und in unterschiedlichen Ladezustanden untersucht werden konnten. Ausdehnung und Schrumpfung sowie Konzentration der Elektroden sind wichtige Faktoren für Zellendefekte. Das Ergebnis war, dass während des Ladens deshalb Stress induziert wurde, weil nur ein kleiner Teil der Nanopartikel absorbiert wurde und Ionen abgegeben hat, selbst bei hohen Ladeströmen. Beim Entladen hingegen aber absorbierten ab einer bestimmten Stromschwelle mehr Nanopartikel Ionen gleichzeitig, was geringere Defekte produziert.
Aus diesen Beobachtungen schlossen die Forscher, dass immer noch Spielraum für Verbesserungen bei Lithium-Akkus besteht. Gleichförmigere Lade- und Entladeströme könnten dann zu besseren Akkudaten führen.





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News Quelle: Elektor
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