Sicherer Laden: Zinnschicht gegen Dendritenwachstum in Batterien
Ein Team der University of Alberta hat eine innovative zinnhaltige Schicht entwickelt, die das gefährliche Dendritenwachstum in Lithium-Batterien stoppt. Dadurch verringert sich die Gefahr von Kurzschlüssen und Explosionen, während die Batterien schneller aufgeladen werden und länger halten. Diese Technologie könnte wichtige industrielle Anwendungen finden und die Sicherheit von Batterien revolutionieren.
30.10.2024
Wissenschaftler:innen der University of Alberta haben eine zinnhaltige Dünnschicht zwischen Elektrode und Elektrolyt entwickelt, die das Wachstum gefährlicher Dendriten verhindert. Diese Dendriten können bisher aus der Lithiumelektrode herauswachsen und die Isolierung durchdringen, was zu schweren Kurzschlüssen führt und das Brand- und Explosionsrisiko der Batterie erhöht.
Röntgenlicht für die Optimierung
Batterien, die mit dieser neuen Technologie ausgestattet sind, bieten erfreuliche Vorteile: Nach Angaben der Forscher:innen können sie mit höheren Strömen geladen werden, was zu schnelleren Ladezeiten führt. Außerdem halten sie mehr Lade- und Entladezyklen aus. Lingzi Sang und sein Team haben die Dendritenbildung an der „Canadian Light Source“ (CLS) der Universität von Saskatchewan im Detail untersucht.
Die „Canadian Light Source“ ist eine der hellsten und genauesten Röntgenquellen der Welt und wird für die Materialforschung eingesetzt. Sie hat auch dazu beigetragen, die Struktur der Zinnschicht so zu optimieren, dass das Wachstum von Dendriten wirksam unterdrückt wird. Dadurch verteilt sich das Lithium gleichmäßig unter der Schutzschicht, so dass eine glatte Oberfläche entsteht.
Geeignet für industriellen Einsatz
„Als Chemiker finde ich es besonders faszinierend, dass wir Zugang zu der genauen Zinnstruktur hatten, die wir in die Batterie eingeführt haben“, so Sang. Dieser neuartige Ansatz berge erhebliches Potenzial für industrielle Anwendungen. „Unser nächster Schritt besteht darin, einen nachhaltigen, kostengünstigen Ansatz für das Aufbringen der Schutzschicht in der Batterieproduktion zu finden“, fügt Sang hinzu.
