Verbesserung der Kathodenleistung durch Mineraldotierung
Ein bedeutender Schritt in der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien. Forscher der Hokkaido Universität haben einen Durchbruch in der Batterietechnologie erzielt, der die Zyklusfähigkeit von Lithium-Eisenoxid-Kathoden signifikant verbessert.
Nachhaltige Materialien revolutionieren die Speichertechnik
Die Forschungsarbeit, die in der Fachzeitschrift ACS Materials Letters veröffentlicht wurde, konzentriert sich auf das kosteneffiziente Kathodenmaterial Lithium-Eisenoxid, das in neuen Generationen von wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird. Diese Batterien sind unverzichtbar für zahlreiche Anwendungen, von Mobiltelefonen bis zu Elektrofahrzeugen.
Gezielte Elementdotierung für erhöhte Stabilität
Durch das Hinzufügen von Elementen wie Aluminium, Silizium, Phosphor und Schwefel zur Kristallstruktur der Kathode konnte das Forscherteam unter der Leitung von Associate Professor Hiroaki Kobayashi die Lebensdauer der Batterie deutlich verlängern. Diese Elemente fördern die Bildung von kovalenten Bindungen mit Sauerstoffatomen, was das Risiko der Sauerstofffreisetzung während des Ladevorgangs minimiert.
Wissenschaftliche Innovationen und ihre Auswirkungen
Dank fortschrittlicher Analysemethoden wie der Röntgenabsorption und elektrochemischen Tests konnten die Forscher die Kapazitätserhaltung von 50% auf beeindruckende 90% verbessern.
Diese Erkenntnisse könnten wesentlich dazu beitragen, den Ersatz fossiler Brennstoffe durch elektrische Energie voranzutreiben, was für die Bekämpfung des Klimawandels unerlässlich ist,” erklärt Kobayashi.
Die nächste Forschungsphase wird sich mit der Herausforderung beschäftigen, diese Technologie für die kommerzielle Nutzung zu skalieren, was nicht nur für Elektrofahrzeuge, sondern auch für E-Bike Akkus und Outdoor Akkus von Vorteil sein könnte.
