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17.10.2016 | Batterie | Nachricht | Onlineartikel

Chinesische Forscher verbessern Leistung von Lithiumionen-Akkus

Autor:
Christiane Köllner

Anoden aus porös-amorphem Silizium könnten die Leistung von Lithiumionen-Akkumulatoren verbessern. Das haben chinesische Wissenschaftler von der Shangdong-Universität herausgefunden.

Lithiumionen-Akkumulatoren enthalten möglicherweise bald keine Anode aus Graphit mehr. Silizium als Anodenmaterial bietet eine viel höhere Ladungskapazität, aber seine Kristallinität war bislang von Nachteil. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen chinesische Wissenschaftler eine poröse amorphe Siliziummodifikation vor, die anderen Anodenmaterialen in wiederaufladbaren Batterien deutlich überlegen sein könnte.

Amorphe poröse Siliziummodifikation

Den amorphen Zustand von Silizium zu nehmen, sei eigentlich die logische Konsequenz, weil das Silizium sowieso amorph ende, erläutern Jian Yang und seine Kollegen an der Shangdong-Universität in China: "Da das Silizium durch die elektrochemische Lithiierung/Delithiierung im Endeffekt amorph wird, ist es sehr attraktiv, es von vorneherein in diesem Zustand einzusetzen." Gezielt amorphes Silizium herzustellen, sei aber sehr schwierig, besonders wenn einfache Bedingungen gefragt sind. Das Verfahren, das die Forscher letztlich fanden, beinhalte jedoch relativ sichere Ausgangsmaterialien wie zum Beispiel einen gängigen Glycolether als Lösungsmittel und leicht handhabbare Flüssigkeiten. Daher sollte ihr Verfahren insbesondere "für eine künftige Massenproduktion sehr attraktiv" sein, stellen die Autoren heraus.

Das auf diese Weise hergestellte amorph-poröse Silizium erfülle die elektrochemischen Vorgaben hervorragen, so die Forscher. Es besitzt eine dreimal bessere Kapazität als Graphit und eine weit besserer Zyklenstabilität als kristallines Silizium, was die Wissenschaftler durch die gezielt hergestellten großen Poren und eine luftoxidierte Oberfläche erklären können. Und weiteres Potenzial sei vorhanden: Etwas Kohlenstoff zusätzlich in die Struktur hinein, und die elektrochemische Leistungsfähigkeit werde wahrscheinlich noch besser werden, sagt Yang.

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

Lithiumionen-Batterien

Quelle:
Elektrochemische Speicher

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