Akkutechnik

Kapazität von Li-Ionen-Akkus verdreifacht

5. Juni 2012, 14:36 Uhr | Ralf Higgelke

Forscher der Washington State University haben eine neue Technologie vorgestellt, welche die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus verdreifacht. Kernelement ist eine neuartige Anode aus Zinn. Diese Technologie soll innerhalb eines Jahres marktreif sein.

Unter der Leitung von Grant Norton, Professor an der School of Mechanical and Materials Engineering, haben Forscher an der Washington State University eine nanobasierte Technologie präsentiert, die es erlaubt, Akkus viel öfter und schneller wieder aufzuladen als aktuelle Modelle. Die Besonderheit liegt in der Anode. Anstelle des sonst üblichen Kohlenstoffs kommt hier der das Element Zinn zum Einsatz. Die neue Zinn-Anode besitzt das Potenzial, im Vergleich zu Graphit fast das Dreifache an Energie zu speichern.

Norton und Postdoktorandin Uttara Sahaym entwickelt das neue Material vor ein wenig mehr als einem Jahr, während sie an einem Projekt zur Entschärfung von Zinn-Whiskern arbeiteten. Die Whisker, die manchmal bis zu 10 mm lang werden können, sind ein lästiges Problem in der Mikroelektronik, weil sie Kurzschlüsse und erhebliche Beschädigungen verursachen können.

Die Forschergruppe beschloss, das Problem umzudrehen und herauszufinden, ob sie das Wachstum von Zinn-Whisker steuern könnten, anstatt es zu vermeiden. Sie wendeten die Erkenntnisse aus dieser Arbeit auf die Entwicklung einer zinnbasierten Anode für Akkus an.

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Einblicke in die Akku-Entwicklung

Grant Norton und ein Student schauen sich die neu entwickelten Batterien an.
© WSU Photo Services
Und so sehen die so genannten "Super"-Lio-Ion-Batterien von Nahem aus.
© WSU Photo Services
Die Zinn-Nano-Nadeln unter dem Mikroskop.
© WSU Photo Services

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Die Forscher erarbeitete ein Verfahren, um Zinn-Nanonadeln mit einem Standard-Galvanikprozess, wie er üblicherweise in der Industrie verwendet wird,  direkt auf Kupferfolie zu züchten. Durch diesen Standardprozess, kann die Zinnanode deutlich kostengünstiger produziert werden als normale Grafitanoden, wobei die Kapazität sich noch verdreifacht. Das Endprodukt wird sehen genauso aussehen wie die aktuellen Akkus, sodass die Hersteller ihre elektronischen Geräte nicht neu gestalten müssen, um Platz dafür Akku zu schaffen.

Im Moment werden Prototypen dieses neuen Akkus gebaut und getestet.