Bis vor Kurzem schien es so, als würden Lithium-Ionen-Batterien für viele Jahre der Standard sein. Analysen von Forschern der Tsinghua-Universität deuten darauf hin, dass diese Variante langsam durch andere ersetzt wird.

Eine der Ideen besteht darin, Graphitanoden durch Lithiummetallanoden zu ersetzen. Die so konstruierten Batterien sollten eine höhere Energiedichte aufweisen, obwohl gleichzeitig Probleme in Form einer verringerten Stabilität und Reaktionsempfindlichkeit mit dem Elektrolyten nicht übersehen werden konnten. Infolgedessen erweisen sich solche Batterien als unbefriedigend rentabel.

Detaillierte Ergebnisse chinesischer Ingenieure, die auf SEI oder die sogenannte Interphase zwischen einem Feststoff und einem Elektrolyten aufmerksam machten. Dies könnte theoretisch Nebenreaktionen reduzieren, die sich negativ auf die Lebensdauer der Batterie auswirken. Asiatischen Forschern zufolge könnte ASEI, eine künstliche permanente Elektrolyt-Interphase, der Schlüssel zum Erfolg sein. Mit seiner Teilnahme ist es möglich, die negativen Auswirkungen auf die Lithiummetallanode zu begrenzen. In diesem Fall wäre es realistisch, über die Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge oder die Speicherung von Ressourcen nachzudenken, die mit erneuerbaren Energiequellen versorgt werden.

Einzelheiten der neuesten Erkenntnisse finden Sie in Energetische Materialien und Geräte. Während der Lebensdauer der Batterie bildet sich typischerweise eine Festelektrolyt-Interphase auf der Oberfläche von Lithium. Darüber hinaus entstehen Dendriten, also schädliche Mikrostrukturen, die das Risiko einer Beschädigung von Batterien erhöhen und deren Lebensdauer negativ beeinflussen. Da beide Probleme Lithium-Metall-Batterien betreffen, suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, sie zu bekämpfen. Im Zuge der durchgeführten Analysen entschieden sie, dass es notwendig wäre, die Verteilung der Lithiumionen zu vereinheitlichen.

Lithium-Ionen-Batterien sind seit vielen Jahren eine wichtige Option, aber in letzter Zeit konzentrieren sich Wissenschaftler mehr auf alternative Lösungen

Den Forschern zufolge sollte eine solche Behandlung zu einer Verringerung der Dendritenbildung führen, dh zu einer Verringerung der Ausfallrate von Batterien. Untersuchungen haben außerdem gezeigt, dass ein Durchbruch bei der Verteilung von Lithiumionen und die elektrische Isolierung der Schichten dazu beitragen sollten, die Integrität der gesamten Struktur aufrechtzuerhalten. Als ob dies nicht genug wäre, sollte die Verringerung der Spannungen zwischen der Grenzfläche der Elektrode und dem Elektrolyten die Konnektivität zwischen den Schichten verbessern, was sich auch positiv auf die Batterien auswirkt.

Den Mitgliedern des Forschungsteams zufolge sollten die besten Ergebnisse durch die Verwendung von anorganischen Hybrid- und polymeren ASEI-Schichten erzielt werden. Erstere erweisen sich aufgrund der Verringerung der Schichtdicke und einer merklichen Verbesserung der Verteilung der Komponenten in den Schichten als besonders nützlich. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad der Batterien. Option Nummer zwei ist dagegen mit umfangreichen Möglichkeiten zur Anpassung von Stärke und Flexibilität verbunden. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch Kompatibilität aus, die in anderen Fällen selten zu finden ist. Was die an dieser Forschung beteiligten Ingenieure angeht, so müssen sie zweifellos die Haftung der ASEI-Schichten auf der Metalloberfläche verbessern und an der Schichtstabilität und der Begrenzung der Schichtdicke arbeiten, um die Energiedichte der Metallelektroden zu erhöhen.

Quelle: Chip.pl
Link: https://www.chip.pl/2023/11/akumulatory-litowo-jonowe-nadchodza-alternatywy

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