Neues Material ermöglicht ultraschnelles Laden von Akkus

Forscher*innen der Universität Twente wollen die Ladegeschwindigkeit von Lithium-Ionen-Batterien durch die Verwendung eines völlig neuen Materials für die Anode um das Zehnfache verbessern.

Das neue Material, Nickel-Niobat, soll auch nach vielen Zyklen ultraschneller Aufladung - anders als das Standard-Anodenmaterial Graphit - auf sein ursprüngliches Niveau zurückkehren können.

Regelmäßige Kristallstruktur

Ermöglicht wird das laut den Forschern durch die offene und regelmäßige Kristallstruktur, die identische Kanäle für den Ladungstransport ermöglicht.

Die Lebensdauer der Akkus werde durch das Schnellladen auch nicht verkürzt. Einen zusätzlichen Vorteil bietet laut den Forscher*innen der der einfache Herstellungsprozess.

Allerdings ist Nickel Niobat kompakter als Graphit und hat daher auch eine höhere volumetrische Energiedichte.

Alternativen mit Nachteilen

Alternativen bei der Anodenfertigung würden laut den niederländischen Forscher*innen auch neuartige nanostrukturierte Materialien bieten. Deren Kanäle seien aber zufälliger organisiert. Das könne zu einer Ablagerung von Lithium auf dem Anodenmaterial und zu einer schlechteren Leistung nach jedem Ladezyklus führen.

Auch sei die Herstellung solcher Materialien kompliziert. Für Nickel-Niobat sei im Gegensatz dazu keine Reinrauminfrastruktur erforderlich.

Der Einsatz von Akkus mit dem neuen Material sei ideal für elektrisch angetriebene Maschinen, die schnelles Laden und Entladen erfordern. Für die Verwendung in E-Autos seien allerdings noch weitere Forschungen notwendig. Die neuen Anoden seien aber auch dazu geeignet, Lithium beispielsweise durch Natrium zu ersetzen, wird Forschungsleiter Mark Huijben von Phys.org zitiert.

Erste Forschungsergebnisse zum Einsatz von Batterien mit der neuen Anode veröffentlichten die Forscher*innen in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials.