Forscher der Texas A&M University haben eine Technologie entwickelt, die Lithium-Ionen-Akkus nicht nur vor gefährlicher Überhitzung schützen soll, sondern auch ein deutlich schnelleres Aufladen ermöglicht. Hierfür setzen sie auf ein spezielles Design der Anode, die aus Kohlenstoff-Nanoröhren gefertigt wird und ein besonders sicheres Speichern grosser Mengen an Lithium-Ionen erlaubt.
"Wir haben die nächste Anoden-Generation für Lithium-Ionen-Batterien entworfen, die sehr effizient ist, wenn es darum geht, grosse und anhaltende Stromflüsse zu erzeugen, die wir brauchen, um unsere Geräte schnell wieder aufzuladen", erklärt Juran Noh, Materialforscherin am Department of Mechanical Engineering der Texas A&M University. "Unser Design hält das Lithium davon ab, sich aussen an der Anode zu sammeln. Wenn das passiert, kann es zu einem ungewollten Kontakt zwischen Batterieteilen kommen, was die Hauptursache für explodierende Geräte ist", betont die Expertin.
Dass Akkus in modernen Smartphones sich derart aufheizen können, dass sie tatsächlich in Flammen aufgehen und explodieren, sei ein Problem, mit dem sich die Wissenschaft schon seit einigen Jahren herumschlägt. "Die Anodenarchitektur, die wir entwickelt haben, kann diese Hürden überwinden. Das ist ein wichtiger Schritt in Richtung kommerzieller Anwendungen", ist Noh überzeugt.
Um das Hitzeproblem zu lösen, hat die Wissenschaftlerin mit ihrem Team Anoden gebaut, die auf Kohlenstoff-Nanoröhren basieren. Diese sind als Material nicht nur sehr leicht, sondern auch äusserst gute Stromleiter und bieten den Lithium-Ionen genügend Raum, um sich einzunisten. Aus ihren Anoden fertigten sie dann verschiedenen Versionen von Batterien, um die effizienteste Lösung zu finden.
"Unsere Anoden, die die besten Ergebnisse lieferten, sind in der Lage, Strom bis zu fünf Mal besser zu leiten als gängige Lithium-Ionen-Akkus. Das ist vor allem dann ein tolles Feature, wenn man es mit sehr grossen Batterien zu tun hat - solchen, die etwa in elektrischen Autos verbaut sind, die ein sehr schnelles Aufladen benötigen", stellt Noh fest.
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