Eine neue Studie beleuchtet das Potenzial, Lithium-Ionen-Batterien (LiBs), die in Drohnen zum Einsatz kommen, nach ihrem “stressigen” Ersteinsatz in weniger anspruchsvollen Anwendungen wiederverwenden zu können. Dieser Ansatz könnte nicht nur die Lebensdauer dieser Batterien verlängern, sondern auch einen nachhaltigeren Umgang mit der Technologie fördern.
Hohe Belastungen verkürzen die Lebensdauer
LiBs sind für ihre hohe Energiedichte bekannt und ermöglichen es, eine große Menge an Strom in einem relativ kleinen und leichten Paket zu speichern. Doch diese Batterien haben auch ihre Schwächen, vor allem, wenn sie schnell viel Energie liefern müssen. Ein typisches Beispiel hierfür ist der Startvorgang von Drohnen, bei dem die Batterien einer hohen Belastung ausgesetzt sind. Dies kann zu Schäden führen und die Lebensdauer der Geräte erheblich verkürzen.
Neuartiges Elektrolyt für verbesserte Leistung
Forscher um Ilias Belharouak und Marm Dixit haben nun in der Zeitschrift ACS Energy Letters eine Studie veröffentlicht, die eine Lösung für dieses Problem aufzeigt. Sie entwickelten ein speziell konzipiertes Elektrolyt, das schnelles Laden und Entladen ermöglicht und somit die Leistungsfähigkeit der Batterien unter hohen Belastungen verbessern könnte. Die Wissenschaftler testeten die LiB-Zellen, indem sie sie 15-mal ihrer optimalen Kapazität für 45 Sekunden entluden, um den hohen Energiebedarf während des Senkrechtstarts nachzuahmen. Die Ergebnisse zeigten, dass keine der getesteten Zellen mehr als 100 Zyklen unter diesen Bedingungen überstand.
Neues Leben nach dem Stress
Interessanterweise stellten die Forscher fest, dass die LiBs nach dem “Stress-Test” immer noch einen Teil ihrer Kapazität unter normalen Bedingungen behielten. Dies deutet darauf hin, dass diese Batterien, obwohl sie für langfristige Hochbelastungen vielleicht nicht geeignet sind, dennoch für Anwendungen mit geringeren Anforderungen, wie etwa Notstromversorgungen oder Energiespeicher im Stromnetz, wiederverwendet werden könnten.
Weiterentwicklung notwendig
Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, alternative Batterietechnologien für den Einsatz in Drohnen und anderen Anwendungen mit hohem Energiebedarf weiterzuentwickeln. Die Forschung wurde von der U.S. Army und im Oak Ridge National Laboratory durchgeführt und bietet wichtige Einblicke in die Weiterentwicklung und Nachhaltigkeit von Lithium-Ionen-Batterietechnologien.
