Bessere Lithium-Ionen-Akkus in Aussicht

Neuartiges Anodenmaterial verspricht höhere Kapazität
Wissenschaftler an der südkoreanischen Hanyang University habenLithium-Ione-Akkus entwickelt, die statt Graphit ein neues Anodenmaterial als negative Elektrode verwenden. Die neuen Elektroden sollen nach Ansicht der Wissenschaftler eine deutlich längere Laufzeit möglich machen, Handyakkus könnten deutlich später schlappmachen, wenn die Technik hält, was sie verspricht.

Hochporöses Silizium
Bei dem neuen Material handelt es sich um dreidimensionale, hochporöse Siliziumstrukturen, die das Team um Jaephil Cho in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie vorgestellt hat. "Die präsentierten Ergebnisse sehen durchaus vielversprechend aus", meint Martin Schmuck, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Chemische Technologie von Materialien der TU Graz. Beim Aufladen eines Lithium-Ionen-Akkus wandern Lithium-Ionen in die Anode und werden in deren Material gespeichert. Normalerweise handelt es sich dabei um Graphit, das aber eine begrenzte Speicherkapazität hat. Silizium verspricht eine höhere Kapazität, kämpft aber damit, dass es sich beim Aufladen ausdehnt und beim Entladen durch die Abgabe der Lithium-Ionen wieder schrumpft. Dadurch werden Silizumschichten normalerweise nach einigen Ladezyklen pulversiert und unbrauchbar.

Neues Herstellungsverfahren
Die Koreaner lösen dieses Problem durch ein neuartiges Herstellungsverfahren. Sie nutzen Siliziumdioxid-Nanopartikel und ein Silizium-basiertes Gel als Ausgangsbasis für den Fertigungsprozess. Am Ende entstehen kohlestoffüberzogene Siliziumkriställchen in einer dreidimensionalen, hochporösen Struktur. Die daraus bestehenden Anoden zeigen eine hohe Ladekapazität und erlauben den Forschern zufolge schnelle Lade- und Entladevorgänge. Die Entwicklung der Koreaner ist das Ergebnis eine von vielen Forschungsbemühungen, die an Siliziumanoden arbeiten. "Wir verfolgen hier in Graz einen ähnlichen Ansatz", sagt Schmuck.

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