Fortschritt bei Lithium Ionen Akkus – dreifache Akkukapazität bei nur 10 Minuten Ladezeit

Ein riesen Fortschritt in der Litium Ionen Technologie könnte zukünftig dafür sorgen, das unsere Akkus eine bis zu dreifache Ladekapazität erreichen und sich in nur 10 Minuten vollständig aufladen lassen. An der University of South Caifornia haben Forscher die neue Technologie entwickelt, die dafür sorgen soll, dass Smartphones, Tablets aber auch Elektro Autos und weitere Gadgets, die auf Akkus angewiesen sind Zukünftig dreimal solange mit einer Akkuladung funktionieren können.

Laut einem vorläufigen Patent, das das Entwicklerteam beantragt hat, scheint es, also die neue Technologie bereits in zwei bis drei Jahren die Marktreife erreichen könne.

Verwendung von Silizium ermöglicht höhere Akkukapazität

Die derzeit im Handel befindlichen Lithium Ionen Batterien generieren den Strom dadurch, dass sie Lithiumionen durch eine sehr dünne Graphitschicht von der Kathode zur Anode schicken. Allerdings nutzen sich diese Schichten ab, womit die Kapazität und die Abgabe von Energie im Laufe der Lebensdauer eines Lithium Ionen Akkus abnimmt. Insbesondere ist dies der Fall bei den neuen Lithium Silizium Zellen, bei denen Silzium das Kobalt an der Anode ersetzt das giftig ist. Durch mechanische Belastung während der Lade- und Entladevorgänge brechen bei diesen Akkutypen die Sliziumschichten mit der Zeit.

Poröse Strukturen sorgen für längere Haltbarkeit

Bei der neuen Lithium Ionen Technologie hat das Forscherteam rund um Professor Chongwu Zhou, von der University of Southern California (USC) Viterbi School of Engineering, Felder mit porösen Slilzium Nanoröhren eingesetzt und damit den Elektronenfluss ermöglicht. Dadurch entstanden weder Abnutzungserscheinungen noch ein Verlust im Hinblick auf die Kapazität. Die Verwendung der porösen Silizium Nanopartikel, die die bislang verwendeten Graphit Anoden ersetzen sollen, führe nicht nur zu einer deutlich verbesserten Energieffizienz sondern auch dazu, das die Akkus in nur 10 Minuten komplett geladen werden können.

Problemlösung war Verwendung und Veränderung bereits vorhandener Silizium Nanokugeln

Eines der Probleme während der Entwicklung dieser Technologie war es, die Silizium Nanodrähte, die man zunächst verwendet hatte, in Masse zu produzieren. Dieses hat das Forscherteam dadurch gelöst, das man herkömmliche Nanopartikel, also winzige Siliziumkugeln mit den gleichen porösen Strukturen versehen hat, wie man es zunächst bei den Nano Drähten getan hatte. So wurde erreicht, dass diese ebenso unempfindlich gegen Verschleiß wurden wie die Nanodrähte.

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