Rätsel gelöst: Deshalb entladen sich Akkus von alleine
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Ein Forscher*innen-Team der Dalhousie University in Kanada haben herausgefunden, warum sich Lithium-Ionen-Akkus selbstständig entladen. Der Grund dafür ist überraschend simpel: Schuld ist das Klebeband.
Für das Entladen ist der sogenannte aktive Redox-Prozess im Akku verantwortlich. Dabei bringt ein Molekül ein Elektron von der Kathode zu Anode. Dort oxidiert das Molekül und gibt so das Elektron wieder ab. Unklar war aber bisher, um welches Molekül es sich handelt und woher es kommt.
PET-Klebeband
Die Wissenschaftler*innen untersuchten NMC-Akkus, wie sie auch in E-Autos, Laptops und Smartphones verbaut sind. Anhand chemischer Analysen fanden sie heraus, dass es sich um Dimethyl-Terephthalat (DMT) handeln muss. Dieser Stoff ist ein Grundbestandteil von PET (Polyethylen-Terephthalat), das nicht nur in Plastikflaschen, sondern eben auch in Klebeband enthalten ist.
Rechts ist eine Batteriezelle mit grünem Klebeband zu sehen
© Sebastian Buechele et al 2023 J. Electrochem.
Mit solchem PET-Klebeband werden die Elektroden im Akku zusammengehalten. Bisher habe auf diese inaktive Komponente niemand geachtet, erklärt Studienautor Michael Metzger in einem Statement.
Um das herauszufinden, erhitzten die Forscher*innen die Batterien. Die Elektrolyt-Lösung darin färbte sich bei 70 Grad rot, was sie zuvor noch nie gesehen hätten. Die chemische Analyse ergab dann, dass das PET zerfällt und dabei das DMT freigibt.
Kleinigkeit kann Akkus verbessern
Die Entdeckung ist vor allem für die Industrie interessant. Denn der relativ einfache Grund für das Entladen von Lithium-Ionen-Batterien kann behoben werden, indem man robusteres Material verwendet. „Es ist eine Kleinigkeit, aber es kann definitiv dabei helfen, Batteriezellen zu verbessern“, sagt Metzger. Die Studie erschien im Fachmagazin IOP Science und wurde vom E-Autohersteller Tesla finanziert.
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