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14.06.2018 | Batterie | Nachricht | Onlineartikel

Neues Anoden-Material verkürzt Ladezeit von Lithium-Akkus

Autor:
Patrick Schäfer

Am Forschungszentrum Jülich wurde ein neues Anoden-Material für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt. Es soll neben der Lebensdauer auch die Speicherkapazität und Ladegeschwindigkeit deutlich steigern.

Ein Team von Materialforschern aus Jülich, München und Prag hat einen Verbund-Werkstoff entwickelt, um Energiedichten und Laderaten von Lithium-Ionen-Akkus zu verbessern. "Ein wichtiger Faktor ist das Anodenmaterial", sagt Dina Fattakhova-Rohlfing vom Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-1). Dafür soll sich das neue Nanokomposit-Material besonders gut eignen. Statt auf den üblichen Kohlenstoff setzen die Forscher auf Zinnoxid. 

Anoden auf Basis von Zinnoxid können mehr Energie speichern, haben sich bislang als wenig robust erwiesen. "Reines Zinnoxid zeigt sehr schlechte Zyklenstabilität – die Speicherfähigkeit der Batterien nimmt stetig ab, und sie können nur wenige Male wieder aufgeladen werden", erklärt Fattakhova-Rohlfing.

Nanokomposite beschleunigt Batterieladung

Für das neue Anoden-Material tragen die Wissenschaftler mit Antimon angereicherte Zinnoxid-Nanoteilchen auf einer Basisschicht aus Graphen auf. Auf diesem Verbundwerkstoff haben die Zinnoxid-Teilchen nur eine Größe von weniger als drei Nanometern, doch das Material erweist sich als sehr leitfähig. "Das macht die Anode viel schneller, sodass sie in nur einer Minute Ladezeit mehr als das Anderthalbfache an Energie speichern kann als mit herkömmlichen Graphit-Anoden möglich wäre – und bei der üblichen Ladezeit von einer Stunde sogar das Dreifache", so Fattakhova-Rohlfing.

Die von den Wissenschaftlern entwickelten Antimon-dotierten Anoden sollen nach 1000 Zyklen noch 77 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität behalten. Außerdem seien sie einfach und kostengünstig zu produzieren. Ihre Ergebnisse haben die Forscher in der Fachzeitschrift "Advanced Functional Materials" veröffentlicht.

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