Elektroautos und Co.

Optimierte Lithium-Ionen-Batterie ermöglicht extremes Schnellladen

Robert Klatt

Auf den Punkt gebracht
  • Eine optimierte Anode verbessert die Ladeleistung deutlich
  • Die neue Technik kann in Standard-Lithium-Ionen-Akku integriert werden
  • Diese laden damit in 11,4 Minuten auf 80 Prozent

Eine optimierte Anode ermöglicht es, Lithium-Ionen-Batterien in Rekordzeit zu laden. Die neue Technik kann in Standard-Lithium-Ionen-Akkus integriert werden.

Hefei (China). Wissenschaftler der University of Science and Technology of China (USTC) haben Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, die sich in Rekordzeit laden lassen. Laut der Publikation im Fachmagazin Science Advances ermöglicht es die neue Technik, Akkus innerhalb von unter sechs Minuten auf 60 Prozent aufzuladen. Die Forscher bezeichnen ihr Verfahren deshalb als ein Sprungbrett für die Entwicklung besserer Elektroautos. Auch das vom Energieministerium der Vereinigten Staaten (DOE) definierte Schnellladeziel von zehn Meilen (16 Kilometern) pro Lademinuten ließe sich mit den neuen Lithium-Ionen-Batterien realisieren.

Laut einer Publikation des Wissenschaftsmagazin New Atlas haben sich die Wissenschaftler bei ihrem Projekt auf die Anode, eine von zwei beiden Elektroden in einer Lithium-Ionen-Batterie, konzentriert. Die Anode gilt in der Forschung als besonders interessant, weil sie große Leistungsvorteile bringen kann, darunter neben dem deutlich schneller Laden auch das Halten von signifikant mehr Energie.  

Optimierte Anode ermöglicht Schnellladen

Wie die Wissenschaftler erklären, lässt sich die Ladeleistung aktueller Batterien um den Faktor zehn erhöhen, wenn die Anode statt aus einer Mischung aus Kupfer und Graphit aus reinem Lithium-Metall besteht. Zudem kann die Ladeleistung und die Kapazität eines Akkus erhöht werden, indem experimenteller Nanokugeln in die Anode eingebracht werden.

Im nun vorgestellten Fall haben die Forscher jedoch die Standardanode auf Kupfer und Graphit verbessert, indem sie eine Architektur Struktur mit verstreuten Graphitpartikeln entwickelten. Die Idee dahinter war es, die bislang ungeordnete Struktur der Anoden systematisch zu ordnen, um das Aufladen zu optimieren.

Kupferbeschichtung erhöht Ladeleistung

Neben der optimalen Verteilung der Graphitpartikeln integrierten die Entwickler in die Anode eine Kupferbeschichtung sowie Kupfer-Nanodrähte. Die neuartigen Komponenten wurden mittels Wärme- und Kühlbehandlungen produziert. Es entstand laut Techxplore so eine Anode, die in Standard-Lithium-Ionen-Akku eingebaut werden kann. Diese können dann in 5,6 Minuten auf 60 Prozent und 11,4 Minuten auf 80 Prozent geladen werden.

Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abm6624

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