Neues Kathodenmaterial für Li-Ion-Akkus
Bis zu 420 mAh/g Speicherkapazität möglich
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
1,8 Li pro Formeleinheit
Anders als beim bisherigen Speicherprinzip wird im neuen System das Lithium nicht mehr auf Zwischengitterplätze, sondern direkt auf den Gitterplätzen einer kubisch dichtesten Packungsstruktur gespeichert. Daher erlaubt das neue Speicherprinzip eine reversible Einlagerung von bis zu 1,8 Li pro Formeleinheit. Als Material dient dabei Li2VO2F, welches Speicherkapazitäten von bis zu 420 mAh/g – gemessen bei 2,5 V mittlerer Spannung. Das Material hat eine vergleichsweise hohe Dichte, dadurch ergibt sich eine auf das Aktivmaterial bezogene Speicherkapazität von 4600 Wh/L.
Die Forscher waren überrascht, wie mobil die Lithium-Ionen in dieser Struktur sind und wie leicht sie in das Gitter ein- und wieder austreten können. Auch die Stabilität der Struktur erstaunte die Wissenschaftler. Das Vanadium im Material nimmt beim Lade- bzw. Entlandevorgang zwei Ladungen auf oder gibt sie wieder ab. Forschungsgruppenleiter Maximilian Fichtner fasst zusammen: »Die hohe Stabilität der Struktur bei gleichzeitig hoher Defektmobilität, verbunden mit einer sehr kleinen Volumenänderung von nur 3% ist das eigentlich Ungewöhnliche an diesem neuen System. Das Speicherprinzip scheint zudem auf andere Zusammensetzungen übertragbar zu sein. Mit anderen Verbindungen ähnlicher Struktur messen wir derzeit sogar noch höhere Energiedichten als mit dem auf Vanadium basierenden System.«
Die Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in der Fachpublikation »Advanced Energy Materials«.
- Bis zu 420 mAh/g Speicherkapazität möglich
- 1,8 Li pro Formeleinheit
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Murata Electronics
Energiespeicher für Wearable- und Wireless-Sensor-Anwendungen
Praxisnahe Simulation von Batterien
Batterieemulation verkürzt Testzeit
Batteriematerial aus Holz
Robust und elastisch wie eine Schaumstoff-Matratze
Verbundprojekt von Schaeffler und KIT
Neues Konzept der Lenkkraftunterstützung
Energizer EcoAdvanced
AA-Batterie aus recycelten Batterien
Projekt EiSiBatt
Sichere Li-Ionen-Batterie schafft 20.000 Ladezyklen
Batterieforschung
»Lithium-Plating« in Echtzeit beobachten
Projekt LithoRec
Recycling von Lithium-Ionen-Akkus
