Bedeutender Durchbruch in der Elektromobilität
Ein Forschungsteam hat eine Methode identifiziert, um Lithium-Plattierung in Elektrofahrzeug-Batterien zu verhindern. Durch die Optimierung der Mikrostruktur der negativen Graphitelektrode kann die Neigung zur Lithium-Plattierung signifikant reduziert werden. Diese Entdeckung könnte die Effizienz, Sicherheit und Lebensdauer von Elektroautobatterien revolutionieren und sie zu einer immer begehrteren Wahl für Verbraucher machen.
Eine neue Studie unter Leitung von Dr. Xuekun Lu von der Queen Mary University of London in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam aus Großbritannien und den USA hat einen Weg gefunden, die Lithium-Plattierung in Elektrofahrzeug-Batterien zu verhindern, was zu schnelleren Ladezeiten führen könnte. Die Ergebnisse wurden heute (24. August) in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Verständnis der Lithium-Plattierung
Lithium-Plattierung ist ein Phänomen, das bei Lithium-Ionen-Batterien während des schnellen Ladens auftreten kann. Dabei lagern sich Lithium-Ionen an der Oberfläche der negativen Elektrode der Batterie ab, anstatt in diese einzulagern. Dies bildet eine Schicht aus metallischem Lithium, die weiter wächst. Dies kann die Batterie beschädigen, ihre Lebensdauer verkürzen und zu Kurzschlüssen führen, die Brände und Explosionen verursachen können.
Die Lösung
Dr. Xuekun Lu erklärt, dass die Lithium-Plattierung durch die Optimierung der Mikrostruktur der negativen Graphitelektrode signifikant reduziert werden kann. Die Graphitelektrode besteht aus zufällig verteilten winzigen Partikeln. Das Feinabstimmen der Partikel- und Elektrodenmorphologie für eine homogene Reaktionsaktivität und eine reduzierte lokale Lithium-Sättigung ist der Schlüssel zur Unterdrückung der Lithium-Plattierung und zur Verbesserung der Batterieleistung.
Implikationen der Studie
Die Forschung bietet neue Erkenntnisse zur Entwicklung fortschrittlicher Schnelllade-Protokolle, indem sie das Verständnis der physikalischen Prozesse der Lithium-Neuverteilung innerhalb der Graphitpartikel während des schnellen Ladens verbessert. Dieses Wissen könnte zu einem effizienten Ladevorgang führen und gleichzeitig das Risiko der Lithium-Plattierung minimieren.
Schnellere Ladezeiten und höhere Energiedichte
Die Studie zeigt nicht nur die Möglichkeit von schnellerem Laden, sondern auch, dass die Verfeinerung der Mikrostruktur der Graphitelektrode die Energiedichte der Batterie verbessern kann. Dies bedeutet, dass Elektroautos mit einer einzigen Ladung weiter fahren können.
Diese Erkenntnisse stellen einen bedeutenden Durchbruch in der Entwicklung von Batterien für Elektrofahrzeuge dar. Sie könnten zu schnellerem Laden, längerer Lebensdauer und erhöhter Sicherheit von Elektroautos führen und sie somit für Verbraucher noch attraktiver machen
