Elektrolyt reduziert Brandgefahr von E-Autos
Neues Bauteil ist laut südkoreanischen Wissenschaftlern nur extrem schwer entflammbar
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Heute eingesetzter (links) und neuer Elektrolyt beim Flammentest (Foto: eng.kist.re.kr) |
Seoul/Daejeon/Cheonan (pte001/03.08.2023/06:00)
Forscher des Energy Storage Research Center (KIST), Korea Advanced Institute of Science and Technology und Korea Institute of Industrial Technology haben einen Elektrolyten entwickelt, dessen Flammpunkt um 90 Grad Celsius über dem heute verwendeten Bauteil liegt. Damit wird die Gefahr der Selbstentzündung durch Überhitzung kleiner. Das lineare organische Carbonat, das in kommerziellen Elektrolyten verwendet wird, fängt schon bei Raumtemperatur Feuer, wenn die Batterie einen mechanischen Schaden erleidet oder etwa beim Aufladen zu warm wird.
Lösungen bisher suboptimal
Bisherige Versuche, die Entflammbarkeit zu reduzieren, etwa durch Fluorierung hochkonzentrierter Salze, waren zum Scheitern verurteilt, weil die Ionenbeweglichkeit drastisch abnahm, was die Kapazität negativ beeinflusste und die Ladezeit erhöhte. Der Flammpunkt des neuen Elektrolyten liegt bei 121 Grad Celsius, sodass dieser bei normalem Batteriebetrieb nicht brennen kann. Zudem wird die Beweglichkeit der Ionen nicht eingeschränkt, heißt es.
Das Team hat den stabilen Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien mit einer Ladung von einer Amperestunde über 500 Zyklen demonstriert. In diesem ziemlich kleinen Akku haben die Entwickler den neuen Elektrolyten mit einer Kathode mit hohem Nickelgehalt und einer Graphitanode kombiniert. Eine Vier-Amperestunden-Batterie überstand sogar den Nagelpenetrationstest, ohne in Flammen aufzugehen. Dabei wird ein Nagel durch die Zellen getrieben, der einen Kurzschluss auslöst, durch den Batterien heutiger Bauart in Flammen aufgehen.
Breit industriell einsetzbar
"Der neue Elektrolyt ist nicht teurer als der bisher eingesetzte", verdeutlicht Minah Lee vom KIST. Er sei kompatibel mit Elektroden mit hoher Energiedichte. Aus diesem Grund sei zu erwarten, dass er industriell einsetzbar sei. Die Verringerung der Brandgefahr könnte die Vorbehalte gegenüber Elektroautos künftig daher deutlich reduzieren.
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