Obwohl die Preise für Lithium-Ionen-Batterien stetig sinken, kosten sie immer noch zu viel, um Elektroautos oder große Batteriespeicher wirklich erschwinglich zu machen. Ein japanisches Forscherteam hat jetzt ein neues Elektrodenmaterial entwickelt, das die Batterien nicht nur günstiger macht, sondern auch noch eine höhere Energiedichte ermöglicht.

Die Partikelgröße der verwendeten Materialien ist entscheidend

Naoaki Yabuuchi von der Yokohama National University und sein Team haben ein Paper veröffentlicht, welches das neue Elektrodenmaterial beschreibt. In früheren Arbeiten haben Forscher bereits herausgefunden, dass Lithium-Ionen in Kombination mit Mangan-, Titan- und Sauerstoffionen in der Elektrode einen exzellenten Austausch von Elektronen und Ionen gewährleisten.

Dieser Austausch geht jedoch nicht schnell genug, so dass diese Kombination nicht sinnvoll in Batterien eingesetzt werden kann. Yabuuchi und sein Team wollten herausfinden, warum das so ist und haben die chemische Zusammensetzung untersucht. Sie fanden heraus, dass die Größe der Partikel eine Rolle spielt. Also verkleinerten sie die Titan- und Manganpartikel auf Nanogröße. Nanopartikel sind beweglicher und damit schneller, auch bei Raumtemperatur.

Günstige und leistungsfähige Batterien ohne Kobalt

Diese neue Zusammensetzung führt zu einem besseren Austausch von Elektronen und Ionen, so dass die Batterie mehr Energie halten und abgeben kann. Je höher die Energiedichte, desto höher die Reichweite eines Elektroautos. Außerdem verlängert sich die Lebensdauer der Batterie. „Sowohl Titan als auch Mangan sind in großen Mengen vorhanden. Das bedeutet, dass wir daraus kostengünstige und sehr leistungsfähige Elektrodenmaterialien ohne Nickel und Kobalt herstellen können“, sagte Yabuuchi. „Diese Erkenntnis trägt zur Senkung der Kosten für Batterien bei und steigert die Alltagstauglichkeit von Elektroautos und anderen Anwendungen.“

Das Forscherteam arbeitet jetzt gemeinsam mit Industriepartnern daran, die neuen Elektrodenmaterialien für die Praxis nutzbar zu machen. Die Forscher hoffen, dass sich damit auch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert und sich auf Basis von langlebigen Hochleistungsbatterien eine neue Energieversorgung auf Basis von Erneuerbaren Energien entwickelt.

Quellen / Weiterlesen

New Electrode Material to Increase Charge of Lithium Batteries | Electric Vehicle Research
Milling Helps Scientists Create Better Electrode With Titanium And Manganese | Inside EVs
Activation and stabilization mechanisms of anionic redox for Li storage applications: Joint experimental and theoretical study on Li2TiO3–LiMnO2 binary system | ScienceDirect
New electrode material developed to increase charge capacity of lithium batteries | EurekAlert!
Bildquelle: flickrGeoff Hutchison

1 KOMMENTAR

  1. Das ist ein spannender Ansatz, nicht nur für Elektrofahrzeuge. Auch für viele Eigenheimbesitzer mit PV-Anlage wäre ein Batteriespeicher interessant. Die meisten schrecken jedoch noch vor den Kosten zurück und stehen dem Ressourcenbedarf skeptisch gegenüber.

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