Hundertausende Ladezyklen ohne Effizienzverlust

Batterien, die nie ausgetauscht werden müssen, haben Forscher der University of California, Irvine entworfen. Konkret geht es um eine Lithium-Ionen-Batterie mit Nanodrähten, die durch eine spezielle Beschichtung derzeit rund 200.000 Ladezyklen ohne Effizienzverlust durchlebt.

Plexiglas-artiges Gel

Nanodrähte sind extrem leitfähig und bieten eine gute Möglichkeit, um Elektronen zu übertragen und zu speichern. Aber sie sind gleichzeitig auch besonders filigran und halten den Prozess des ständigen Ladens und Entladens nicht besonders gut aus. Bei bisherigen Versuchen dehnten sich die Nanodrähte nach einiger Zeit aus und wurden brüchig. An der UCI wurden die Nanodrähte aus Gold zuvor mit Mangandioxid beschichtet und danach in ein Plexiglas-artiges Gel eingebettet – mit grossem Erfolg.

„Die beschichtete Elektrode bleibt viel besser in Form, was sie zu einer zuverlässigeren Lösung macht“, freut sich Doktorandin Mya Le Thai. „Diese Forschungsarbeit zeigt, dass eine auf Nanodrähten basierende Batterieelektrode langlebig sein kann und wir solche Batterien zur Realität machen können.“

Kein Leistungsverlust

„Mya hat herumgespielt und sie hat dieses ganze Ding mit einer sehr dünnen Gelschicht überzogen und hat begonnen, die Batterie zu laden und zu entladen“, erzählt Co-Autor Reginald Penner. „Dabei fand sie heraus, dass sie hunderttausende Ladezyklen ohne Leistungsverlust durchführen konnte, einfach nur durch die Verwendung dieses Gels.“

Die letzten Batterien mit Nanodrähten im Inneren waren schon nach 5.000 bis 7.000 Ladezyklen kaputt. Die Forscher denken, dass das Gel das Metalloxid in der Batterie weich und geschmeidig macht und dadurch Flexibilität gewährleistet, die ein Brüchigwerden verhindert.

(Pressetext)