Lithium ist das leichteste Metall und daher ideal für die Verwendung in Batterien für tragbare Elektronik, Elektroautos und Flugzeuge geeignet. Aber es gibt ein kleines Problem. Es ist bekannt, dass Lithium-Ionen-Batterien Feuer fangen. Glücklicherweise haben Forscher gerade einen Weg gefunden, um sie sicherer zu machen, berichtet Mariella Moon für Engadget .
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Batteriebedingte Brände sind selten, aber sie sind ein Problem. Ein Reporter bei The Economist erklärt:
Im Jahr 2006 wurden Millionen von Lithium-Ionen-Akkus von Sony nach mehreren hundert Überhitzungen und einigen Bränden ausgetauscht. Diese Batterien wurden in Laptops verschiedener Hersteller verwendet. Seitdem haben sich die Produktionsprozesse verbessert und Brände bleiben relativ selten. Elon Musk, der Gründer von Tesla, hat darauf hingewiesen, dass bei 30.000 Tesla-Fahrzeugen auf der Straße eines von 10.000 Fahrzeugen von Bränden betroffen ist - was sich schlecht anhört, aber die entsprechende Statistik für benzinbetriebene Autos ist eins von 1.300.
Die Feuerstartfähigkeit beruht auf kleinen Fehlern, die mit zunehmendem Alter zu Kurzschlüssen innerhalb der Batterie führen können. Wie alle Batterien enthalten Lithiumbatterien eine Anode und eine Kathode, die durch eine Barriere getrennt sind. Durch Fehler oder Beschädigungen dieser Barriere können Auswüchse oder Dendriten von Lithium durch die Barriere wachsen und die Anode mit der Kathode verbinden, was einen unkontrollierten Ionenaustausch und einen Wärmestau verursacht. Schließlich fängt die Batterie Feuer.
Um dies zu verhindern, fanden Forscher der Stanford University heraus, wie das Wachstum dieser Lithium-Dendriten gestoppt werden kann, berichtet Moon. Lithiumnitrat, von dem bekannt ist, dass es die Batterielebensdauer verbessert, und Lithiumpolysulfid, das Lithium abbauen kann, hielten den Schlüssel. Das Team testete verschiedene Mischungen, bis die richtigen Proportionen für die Batterie gefunden wurden. Mit der erfolgreichen Mischung waren die gebildeten Wucherungen wie Pfannkuchen geformt, nicht wie Dendriten und drangen nicht durch die Barriere der Batterie. Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in Nature Communications .
Mond schreibt:
Durch die Zugabe beider Chemikalien wurden die Batterien zudem widerstandsfähiger, da sie auch nach 300 Lade- / Entladezyklen mit einem Wirkungsgrad von 99 Prozent weiter betrieben wurden. Diejenigen, die nur mit Lithiumnitrat behandelt wurden, begannen nach 150 Zyklen weniger effizient zu werden.
Die Tests wurden in kleinen Batterien durchgeführt - die Art, mit der Taschenrechner und Fernbedienungen betrieben werden, schreibt Andrew Gordon in einer Pressemitteilung des Stanford National Accelerator Laboratory, SLAC. Der nächste Schritt wird sein, herauszufinden, ob die gleiche neue Chemie auch bei größeren Batterien hilft.
Angesichts der Probleme mit Lithium arbeiten einige Forschungsgruppen daran, andere metallische Optionen zu finden und aus jeder Batterie noch mehr Energie zu gewinnen. Diese Verbesserung könnte jedoch dazu führen, dass Lithium noch ein bisschen länger ganz oben auf der Liste steht.
