Lithium-Ionen-Akkus
Gezähmte Kraftbolzen für unterwegs

Es sind Kraftpakete ohne jedes Gedächtnis: Lithium-Ionen-Akkus gelten als die vergesslichen, wilden Kerle unter den Stromspeichern – und gerade diese Eigenschaften machen sie so beliebt. Ihre Zähmung hat sich gelohnt. Die Nachfrage nach Lithium-Batterien steigt. Schon tüfteln Unternehmen an neuen Anwendungsfeldern.

TOKIO. Der japanische Elektrokonzern Sony wagte sich als erster an die Zähmung des höchst reaktionsfreudigen Elements Lithium, das bei Kontakt mit Wasser sofort zu brennen anfängt. Heute steht fest: Der Mut hat sich gelohnt. Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Akkus steigt – und Sony tüftelt fleißig weiter an neuen Anwendungsfeldern.

Es kommt auf die Zutaten an. Je nachdem, welche Materialien in Lithium-Ionen-Akkus stecken, zeigen sie unterschiedliche Eigenschaften. Manche geben kräftige Ströme ab, brauchen aber viel Platz. Andere sind winzig, eignen sich aber eher für die Versorgung genügsamer Geräte. Die Nachfrage ist gewaltig: Die Produktion aller Batteriehersteller zusammen kann den Bedarf der Konsumenten für Handys, Notebooks und Digitalkameras kaum decken. „Und wir sehen schon eine Reihe neuer Anwendungen voraus“, sagt Masayuki Nagamine, Projektleiter bei Sony. So läuft gerade die Einführung der Lithium-Ionen-Batterien in Akkuwerkzeugen wie Bohrmaschinen aus dem Baumarkt. Weil die EU den Einsatz von Cadmium in Akkus verbietet, wird der Markt weiter wachsen. Lithium-Ionen-Akkus sind im Gegensatz zu ihren Geschwistern auf Nickel-Cadmium-Basis nicht nur kräftiger und langlebiger. Sie sind auch weniger giftig.

Lithium gilt als reaktionsfreudiger „Raufbold“ unter den chemischen Elementen – so schreibt Sony selbst in seiner Firmengeschichte im Kapitel zur „idealen Batterie“. Entsprechend skeptisch fielen die Kommentare in der Elektronikbranche aus, als sich der Pionier an die Entwicklung einer marktfähigen Batterie auf Lithium-Basis machte. Bezweifelt wurde die Realisierbarkeit solch eines Akkus, obwohl die prinzipiell günstigen Eigenschaften des Elements auf der Hand lagen: Lithium ist leicht und erlaubt eine hohe Energiedichte.

1986 gab der Erfolg des Sony-Walkman auch den Anstoß für einen neuen Akku-Typus. Sony-Manager Keizaburo Tozawa leitete damals die Batteriesparte. Kleiner, schöner, und portabler als die Konkurrenzprodukte – das war der Anspruch des Konzerns. Tozawa nahm die Herausforderung an und setzte auf Lithium als Ausgangsmaterial für die Sony-Batterie. Um mit seinem Entwicklungsteam schnell zu Ergebnissen zu kommen, wählte der Manager einen außergewöhnlichen Denkansatz: Er übertrug das Vorgehen der Artillerie japanischer Kriegsschiffe auf die Batterieentwicklung: Da schießen sich mehrere Geschütze auf ein Ziel ein, indem sie es absichtlich etwas unterschiedlich anvisieren.

Übertragen auf Sonys Batterieforschungszentrum in Koriyama, 200 Kilometer nördlich von Tokio, hieß das: Sechs Gruppen arbeiten parallel an verschiedenen Ansätzen. Es stellte sich heraus, dass eine Lithium-Batterie möglich ist, in der metallisches Lithium gar nicht vorkommt. Als das Grundkonzept fest stand, begannen Sonys Chemiker, Ingenieure und Physiker eine Suche, die bis heute andauert. Welche chemischen Verbindungen in der Batterie bewirken welche Eigenschaften? „Bei unseren Versuchsreihen streben wir nach einer Balance zwischen logischen Annahmen und schlichtem Ausprobieren“, sagt Nagamine.

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