Materialmix für Anode steigert Kapazität: Forscher entwickeln stärkere Batterien

Materialmix für Anode steigert Kapazität
Forscher entwickeln stärkere Batterien

Silizium und Grafit könnten als Materialmix für Anoden die Kapazität moderner Batterien um bis zu 400 % steigern. In der richtigen Kombination soll die Silizium-Grafit-Mischung Lithium-Inonen-Batterien langlebiger und – bei gleicher Leistung – kleiner machen.

wsa HAMBURG. Silizium und Grafit könnten als Materialmix für Anoden die Kapazität moderner Batterien um bis zu 400 % steigern. In der richtigen Kombination soll die Silizium-Grafit-Mischung reines Grafit als Material für den Minuspol der Batterie ersetzen und damit wieder aufladbare Lithium-Ionen-Batterien stärker, langlebiger oder - bei gleicher Leistung - kleiner machen, berichten Forscher der Sandia National Laboratories in Kalifornien. Die Produktionsmethode sei einfach und preiswert.

Die Silizium-Grafit-Mischungen lassen sich mit simplen Mahlprozessen erzeugen, sagt Forscher Karl J. Gross. Die Wissenschaftler hatten die Kapazitätsbeschränkungen der herkömmlichen Graphit-Anoden in Lithium-Batterien umgehen wollen. Silizium bietet die zehnfache Kapazität, doch krankt es an starkem Kapazitätsverlust während des Ladungszyklus.

Das lässt sich vermeiden, wenn man Siliziumteilchen in einer Grafitmatrix kombiniert. In der optimalen Mischung könnte das neue Material Verbesserungen um bis zu 400 % bringen, sagt Teammitglied Jim Wang. Die viel versprechenden Aspekte dieser Materialien seien die hohen Kapazitäten, der Kapazitätserhalt während der Zyklen im Vergleich zu anderen Hochkapazitätsmaterialien und die Möglichkeit, ihre Leistung durch Veränderung der Zusammensetzung und Mikrostruktur zu steuern.

Nach Angaben der Sandia-Forscher könnten künftig Hersteller von Elektroautos, tragbaren Computern, Mobiltelefonen, Elektrowerkzeugen und anderen hybriden Mikrosystemen von der neuen Entwicklung profitieren.

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