Keine Gefahr mehr – „selbstheilende“ Akkus vermeiden Unfälle

In den letzten Wochen haben die Akkus des neuen Samsung Galaxy Note 7 für Schlagzeilen gesorgt, da einige beim Gebrauch des Smartphones Feuer fingen oder explodierten. Der Verkauf des Produktes wurde inzwischen eingestellt.

Dass künftig fehler- oder schadhafte Akkus nicht mehr zu gefährlichen Unfällen führen, daran wird fieberhaft gearbeitet. Forschern der chinesischen Fudan Unuiversity könnte jetzt gemeinsam mit dem Samsung Advanced Institute of Technology sowie dem Samsung R&D Institute China eine Durchbruch gelungen sein.

Sie haben eine neue Familie von Lithium-Ionen-Akkus entwickelt, die Unfälle vermeiden – unter anderem, weil der Akku in der Lage ist, sich bei Brüchen oder Beschädigungen selbst zu reparieren. Diese „selbstheilenden“ Akkus könnten Vorkommnisse wie beim Samsung Galaxy Note 7 verhindern.

Kein Austritt von Lithium – selbstheilendes Gel

Die Elektroden der Akkus bestehen aus Lagen parallel ausgerichteter Kohlenstoffnanoröhrchen, zwischen die die benötigten Lithium-Verbindungen in Form von Nanopartikeln – LiMn2O4 für die eine, LiTi2(PO4)3 für die andere Elektrode – eingebettet werden. Anders als bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus können die Lithium-Verbindungen hier nicht aus den Elektroden austreten – weder im Betrieb, noch bei einem Bruch.

Die dünnen Schicht-Elektroden sind jeweils auf einem Substrat aus einem selbstheilenden Polymer fixiert. Zwischen den Elektroden befindet sich ein neuartiges, lösemittelfreies Elektrolyt aus einem Cellulose-basierten Gel, in das eine wässrige Lithium-Sulfat-Lösung eingebettet ist. Dieses Gel-Elektrolyt dient gleichzeitig als Trennschicht zwischen den Elektroden.

Einfach zusammendrücken reicht

Nach einem Bruch reicht es, die Bruchstellen einige Sekunden lang zusammenzudrücken, damit diese wieder zusammenwachsen. Nicht nur das selbstheilende Polymer, auch die Kohlenstoffnanoröhrchen kleben dann wieder perfekt aneinander – dank ihrer parallelen Ausrichtung wesentlich besser als bei Schichten ungeordneter Kohlenstoffnanoröhrchen. Auch das Elektrolyt stellt kein Problem dar. Während sich herkömmliche Elektrolyte bei Luftkontakt sofort zersetzen, ist das neue Gel an der Luft stabil. Frei von organischen Lösemitteln ist es weder brennbar noch toxisch, sondern sicher in der Anwendung.

 

Artikel von: pressetext.redaktion
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