16/11/2011 - Der Traum Akku: dauert mehr als eine Woche und wird in 15 Minuten geladen

Menéame

Wissenschaftler an der Universität Northwestern in den Vereinigten Staaten haben die Materialien, die Lithium-Ion-Batterien bilden, um ihre Leistung und ihr "Leben" zu erhöhen geändert. Forscher glauben, dass die innovative Batterie in drei oder fünf Jahren auf dem Markt sein kann.

"Ein Team von Ingenieuren hat eine Elektrode für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt (...), die es den Batterien ermöglicht, die Ladung bis zu zehnmal so hoch wie die heutige Technologie zu halten. Die Batterien mit der neuen Elektrode können auch zehnmal schneller geladen werden als die heutigen," so eine Mitteilung der Universität.

Eine der wichtigsten Änderungen bezieht sich auf die Bohrung kleiner Löcher in der Batterie. Die Batterien, die die neue Technologie nutzen, könnten in den nächsten drei bis fünf Jahren in den Läden sein, schätzen Forscher.

Bislang verwenden tragbare elektronische Geräte wie Mobiltelefone, Laptops, Tablets oder Musiker-Lithium-Batterien, weil sie laut Experten mehr Leistung bieten.

"Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen es Ihnen, aufladen zu können, wenn es Ihnen angenehmer ist, ohne dass Sie bis zum Ende des vollständigen Lade- oder Downloadzyklus warten müssen, den Nickel-Battern für den vollen Betrieb zur Verfügung stehen (mit der Zeit werden Kristalle in Nickel-Bakes gebildet, wodurch die volle Ladung verhindert wird und eine vollständige Entladung erforderlich ist)," sagt Apple auf seiner Website.

Schnelle Bewegungen

Eine Batterie eines Mobiltelefons, das mit den Techniken hergestellt wurde, die sie an der amerikanischen Universität entwickelt haben, würde in 15 Minuten aufgeladen und eine Woche dauern. Die Dichte und Bewegung der Lithium-Ionen sind die Grundlage des neuen Prozesses.

Dr. Harold Kung und sein Forscherteam haben darauf hingewiesen, dass sie einen Weg gefunden haben, mehr Ionen in die Einheit zu bringen und ihre Bewegung zu beschleunigen, indem sie die Materialien, die sie für die Herstellung einer Batterie verwendet haben, verändert haben.

Die maximale Ladung wurde durch den Austausch von Siliziumfolien mit kleinen Trauben dieser Substanz erhöht, um die Menge an Lithiumionen zu erhöhen, die eine Batterie speichern kann.

Eine schnellere Beladung des Geräts wurde durch einen chemischen Oxidationsprozess erreicht, bei dem kleine Löcher zwischen 20 und 40 Nanometer breit in die Grafenfolien gebohrt wurden, aus denen die Batterien hergestellt wurden.

Dieser Mechanismus hilft Lithiumionen, sich zu bewegen und, viel schneller, einen Speicherplatz zu finden

Nachteil

Der Nachteil der neuen Technologie ist, dass, nachdem die Batterie etwa 150-mal geladen wurde, sie an Leistung verliert. "Sogar nach 150 Ladungen, die ein Jahr oder mehr Betriebsbereitschaft darstellen, ist die Batterie noch fünfmal effektiver als die Lithium-Ionen, die derzeit auf dem Markt vorhanden sind," so der Autor der Untersuchung.

Die Forschung durch das Team von Wissenschaftlern hat sich auf die Verbesserung der Anoden konzentriert, wo der Strom der Batterien fließt, wenn sie Energie liefern. Die Gruppe plant nun, die Kathode zu untersuchen, um Verbesserungen vorzunehmen.

Der Artikel, in dem die Forschung veröffentlicht wird, wurde in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials (Advanced Energy Materials) veröffentlicht.

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