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Elektromobilität Forscher finden Grund für Batteriealterung

| Autor / Redakteur: Holger Holzer/SP-X / Sven Prawitz

Der Lithium-Ionen-Akku bietet noch großes Optimierungspotenzial. Karlsruher Forscher fanden nun den Grund für die Alterung der Zellen.

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Beispiel einer aktiven Zelle von Volkswagen.
Beispiel einer aktiven Zelle von Volkswagen.
(Bild: Volkswagen)

Der Hochenergie-Akku für E-Autos rückt näher. Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, den chemischen Alterungsprozess zu identifizieren, der bislang die Lebensdauer derartiger Batterien beeinträchtigt. Könnte dieser ausgeschaltet oder eingeschränkt werden, wären neuartige Lithium-Ionen-Akkus mit deutlich höheren Kapazitäten als heute möglich. Die Wissenschaftler rechnen mit einer Steigerungen von rund 30 Prozent. Die Reichweite eines E-Autos würde bei gleichbleibender Batteriegröße somit um rund ein Drittel zulegen.

Nachlassende Batteriekapazität

Ursächlich für den schnellen Verschleiß, die sogenannte Degradation, ist den Forschern zufolge eine bislang wenig beachtete Struktur innerhalb der Batterie. „Wir konnten zeigen, dass die Degradation nicht direkt, sondern indirekt über die Bildung einer bislang wenig beachteten lithiumhaltigen Kochsalzstruktur abläuft“, sagt Weibo Hua, einer der Hauptautoren der Studie. „Außerdem spielt auch Sauerstoff bei den Reaktionen eine entscheidende Rolle.“

Die Entdeckung des Wirkmechanismus mache es möglich, nun neue Ansätze zur Minimierung der Degradation zu testen und in die eigentliche Entwicklungsarbeit zu Hochenergie-Akkus einzusteigen, heißt es in einer Mitteilung des Instituts.

Originalpublikation:

  • Weibo Hua, Suning Wang, Michael Knapp, Steven J. Leake, Anatoliy Senyshyn, Carsten Richter, Murat Yavuz, Joachim R. Binder, Clare P. Grey, Helmut Ehrenberg, Sylvio Indris, and Björn Schwarz: Structural insights into the formation and voltage degradation of high-energy lithium- and manganese-rich layered oxides. Nature Communications, 2019. DOI 10.1038/s41467-019-13240-z

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