Neue Sperrschicht verhindert Batteriebrände
Lithium-Ionen-Akkus werden mit effizientem System der Nanyang Technological University sicherer
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Sperrschicht stoppt das Wachstum von Dendriten (Grafik: ntu.edu.sg) |
Dingapur (pte018/14.09.2021/13:54)
Mit einer Anti-Kurzschluss-Schicht verhindern Materialwissenschaftler der Nanyang Technological University https://www.ntu.edu.sg/ (NTU) in Singapur Brände von Lithium-Ionen-Batterien. Die elektrisch leitfähige Folie trennt, zusätzlich zum so genannten Separator, die beiden Elektroden voneinander. Damit sind Kurzschlüsse ausgeschlossen.
[b]68 Brände allein in Singapur[/b]
Allein in Singapur gingen 2020 26 Elektrofahrräder in Flammen auf. Dazu kamen 42 Brände von Mobilgeräten, vor allem Smartphones. Meist passierten die Unfälle beim Laden der Batterien.Bei den meisten Li-Ionen-Batteriebränden sind so genannte Dendriten die Ursache, das sind langsam wachsende nadelspitze Lithiumablagerungen auf der negativen Elektrode. Wenn die erste Spitze die positive Elektrode erreicht gibt es einen Kurzschluss, der sogar eine Explosion auslösen kann, wenn die Batterie bereits einen hohen Ladezustand erreicht hat. Die Anti-Kurzschluss-Schicht stoppt die Dendriten.
[b]Dendriten ausbremsen, nicht verhindern[/b]
Ausgelöst wird das Wachstum der Dendriten durch die Wanderung der Lithium-Ionen zwischen den Elektroden. „Diese Wanderung ist unumgänglich für das Funktionieren der Batterie", sagt Professor Xu Zhichuan, der die Sperrschicht gemeinsam mit seinem Team entwickelt hat. „Die Wanderung der Lithium-Ionen bedeutet aber auch, dass die Entstehung von Dendriten in den Batterien unvermeidlich ist." Deshalb entschied er sich, die Entstehung der Dendriten nicht zu bekämpfen, sondern den Separator mit einer zusätzlichen Schicht leitfähigen Materials auszustatten. Sobald die Dendriten die Sperrschicht erreichen können sie nicht mehr weiterwachsen und die gegenüberliegende Elektrode erreichen. Das Verfahren kann problemlos in die normale Separator-Fertigung integriert werden, ist also sofort industriell einsetzbar.
[b]Batteriehersteller sind interessiert[/b]
Die NTU-Innovation hat bereits das Interesse mehrerer Batteriehersteller geweckt. Kelvin Lim, Chief Executive Officer derDurapower Group https://www.durapowerbattery.com in Singapur, ist begeistert: „Dieser technologische Durchbruch ist für die Elektromobilität und stationäre Energiespeicher, die derzeit stark von Li-Ionen-Batterien abhängig sind, von großem Interesse." Gleichzeitig werde die Sperrschicht dazu beitragen, die Lebensdauer der Lithium-Ionen-Batterien zu verlängern, sodass Kosten gespart werden, weil die Speicher nicht so schnell ausgetauscht werden müssen.
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