Chinesische Forscher haben eine Methode entwickelt, die mithilfe eines Fluoreszenzfarbstoffs die Verteilung aktiver Lithium-Spezies auf Lithium-Metall-Anoden anzeigt. So soll eine bessere Ursachenanalyse der Fehlfunktionen von Lithium-Metall-Akkus gelingen.
Eine Fluoreszenz-Sonde zeigt die Verteilung aktiver Lithium-Spezies auf Lithium-Metall-Anoden an.
Wiley-VCH
Um die Ursachen für Fehlfunktionen und vorzeitiges Versagen von Akkus mit Anoden aus metallischem Lithium besser analysieren zu können, haben Forscher eine Methode entwickelt, die die Verteilung von aktivem Lithium auf der Anode sichtbar macht und Dendriten sowie "totes" Lithium unterscheidet. Die Forscher um Shougang Chen, Shanmu Dong und Guanglei Cui von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Ocean University of China in Qingdao haben die neuartige Methode entwickelt. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, basiert die Methode auf einem Fluoreszenzfarbstoff.
Dazu wird die Oberfläche gebrauchter Lithium-Anoden mit dem Fluoreszenzfarbstoff 9,10-Dimethylanthracen (DMA) beschichtet. DMA reagiert dann mit aktivem Lithium unter Auslöschung seiner Fluoreszenz. Stellen mit aktivem Lithium erscheinen daher dunkel, Stellen mit inaktiven Lithium-Spezies fluoreszieren weiter. Die Morphologie der Anode werde dabei nicht beeinflusst, so die Forscher.
Mit der neuen Methode lassen sich Dendriten nachweisen, die zum Versagen eines Lithium-Akkus geführt haben. Bei der Entwicklung von Akkus soll die Methode zudem die Suche nach besseren Elektrolyten unterstützen und Vorhersagen über die ungleichmäßige Abscheidung von Lithium liefern. Eine Identifikation der Stellen, an denen sich Lithium-Dendriten bevorzugt bilden, könnte helfen, den Aufbau von Akkus zu optimieren.