Akkus halten dank Auffrisch-Spritze 10-mal länger

Das Forschungsteam der Fudan-Universität verkündet einen „Durchbruch“, berichtet Chinadaily. Es hat eine Injektion erschaffen, mit der Akkus aufgefrischt werden können. Anstatt eine Batterie tauschen zu müssen, weil sie nach ein paar Jahren nicht mehr genügend Kapazität hat, könnte man sie stattdessen wieder gesund spritzen.

Die Ausgangslage der Forschung ist, dass Lithium-Ionen-Akkus mit der Zeit an Leistung verlieren. Je mehr Lade- und Entladevorgänge (Zyklen) es gibt, desto geringer die maximale Kapazität. Das liegt daran, dass die aktiven Ionen, die sich beim Laden und Entladen zwischen der positiven und negativen Elektrode bewegen, mit der Zeit weniger werden.

Lebensdauer um das 10-fache verlängert

Nach 4 Jahren Forschung hat das chinesische Team eine Methode gefunden, wie die Lithium-Ionen erneuert werden können. Sie haben eine Substanz mit dem Molekül Trifluormethansulfonat-Lithium geschaffen. Diese kann in die Zelle des Akkus gespritzt werden, ohne die Zelle dafür zerlegen zu müssen. Diese Methode sei mit mehreren Typen von Lithium-Akkus kompatibel und die Substanz sei günstig herzustellen.

Laut den Forschern kann mit dieser Methode die Lebensdauer eines Akkus um mindestens eine Magnitude erhöht werden – also um das 10-fache. Als Beispiel nennen sie einen Lithium-Eisenphosphat-Akku. Dieser habe in Tests, mit wiederholten Behandlungen mit der Substanz, nach 11.818 Zyklen immer noch 96 Prozent seiner ursprünglichen Kapazität gehabt.

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Lebensende von Akkus bei 80 Prozent

Die meisten Akkuhersteller definieren das Ende der Lebenszeit, wenn die maximale Kapazität nur noch 80 Prozent beträgt. Je nach Bauart und Modell des Akkus kann die 80-Prozent-Grenze schon bei 500 Zyklen erreicht sein, oder etwa erst bei 3.000 Zyklen. Geht man davon aus, dass das Smartphone einmal pro Tag geladen wird, hat man nach 2 Jahren die 500 Zyklen überschritten.

Beim Smartphone kann der Kapazitätsverlust gut beobachtet werden. Mit dem neuen Handy kommt man etwa die ersten Monate gut durch den Tag, sodass vor dem Schlafengehen noch 20 bis 30 Prozent Ladung im Akku ist. Nach 2 Jahren muss man aber ein Ladegerät oder eine Powerbank mitnehmen, weil einem sonst auf dem Nachhauseweg nach der Arbeit der Saft ausgeht.

Beim E-Auto ist es ähnlich. Ist es gerade neu gekauft, zeigt das Display bei vollem Akku zB. eine Reichweite von 450 km an. Nach 3 Jahren sind es womöglich nur noch 390 km oder sogar weniger.

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Massenproduktion ist geplant

Generell würden sich E-Autos mehr für diese Auffrischung anbieten. So könnte man etwa bei den ohnehin regelmäßigen Service-Terminen in der Werkstatt die Ionen nachspritzen lassen. Laut den Forschern würde das nicht nur Kosten für die Kunden sparen im Vergleich dazu, wenn Akkus komplett getauscht werden müssen. Es würde auch wertvolle Ressourcen schonen, die in den Akkus verbaut sind und die aktuell nur aufwändig recycelt werden können.

Das Forschungsteam optimiert jetzt die Technologie, um eine Massenproduktion zu ermöglichen. Außerdem wird mit Akkuherstellern zusammengearbeitet, um die Technologie zu integrieren, etwa in der Form einer eingebauten Einspritzstelle, damit die Injektion mit möglichst wenig Aufwand erfolgen kann. Wann ein erster solcher Akku verfügbar sein wird, ist noch nicht bekannt. Vermutlich muss man noch einige Jahre darauf warten.

Das Paper zur Forschung wurde im Nature veröffentlicht.