Mit einer Anti-Kurzschluss-Schicht verhindern Materialwissenschaftler der Nanyang Technological University (NTU) Brände von Lithium-Ionen-Batterien. Die elektrisch leitfähige Folie trennt, zusätzlich zum sogenannten Separator, die beiden Elektroden voneinander. Damit sind Kurzschlüsse ausgeschlossen.
Allein in Singapur gingen im vergangenen Jahr 26 E-Fahrräder in Flammen auf. Dazu kamen 42 Brände von Mobilgeräten, vor allem Smartphones. Meist passierten die Unfälle beim Laden der Batterien. Bei den meisten Li-Ionen-Batteriebränden sind Dendriten die Ursache, also langsam wachsende nadelspitze Lithium-Ablagerungen auf der negativen Elektrode. Erreicht die erste Spitze die positive Elektrode, gibt es einen Kurzschluss, der sogar eine Explosion auslösen kann, wenn die Batterie bereits einen hohen Ladezustand erreicht hat. Die Anti-Kurzschluss-Schicht stoppt die Dendriten.
Ausgelöst wird das Wachstum der Dendriten durch die Wanderung der Lithium-Ionen zwischen den Elektroden. "Diese Wanderung ist unumgänglich für das Funktionieren der Batterie. Die Wanderung der Lithium-Ionen bedeutet aber auch, dass die Entstehung von Dendriten in den Batterien unvermeidlich ist", so Forschungsleiter Xu Zhichuan. So wurde der Separator mit einer zusätzlichen Schicht leitfähigen Materials ausgestattet. Sobald die Dendriten die Sperrschicht erreichen, können sie nicht mehr weiterwachsen und die gegenüberliegende Elektrode erreichen. Das Verfahren kann problemlos in die normale Separator-Fertigung integriert werden und ist daher sofort industriell einsetzbar, wie es heisst.
Die NTU-Innovation hat bereits das Interesse mehrerer Batteriehersteller geweckt. Kelvin Lim, CEO der Durapower Group, erklärt: "Dieser technologische Durchbruch ist für die Elektromobilität und stationäre Energiespeicher, die derzeit stark von Li-Ionen-Batterien abhängig sind, von grossem Interesse." Gleichzeitig werde die Sperrschicht dazu beitragen, die Lebensdauer der Lithium-Ionen-Batterien zu verlängern, sodass Kosten gespart werden, weil die Speicher nicht so schnell ausgetauscht werden müssen.
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