Elektromobilität : Ein Akku der Kälte besser standhält

Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben einen Weg gefunden, die Performance von Lithium-Ionen-Batterien auch bei Kälte, insbesondere bei Temperaturen unter null Grad Celsius, zu gewährleisten. Das Team um den Forscher Jiannian Yao hat festgestellt, dass die Ursache für den Leistungsabfall in der Anode aus Graphit liegt. Also machten sie sich daran, eine Alternative zu entwickeln, blieben allerdings beim Kohlenstoff. Sie wollten die Oberfläche der Anode aus diesem Material aufrauen, um den Ladungsfluss bei Kälte zu verbessern.

Um die Anode herzustellen, haben die Forscher das hochporöse Mineral Zeolith erhitzt, das sie zuvor mit dem Metall Kobalt und einer Chemikalie namens Imidazolat, die den benötigten Kohlenstoff liefert, angereichert hatten. Beim Abkühlen bildete sich eine raue Oberfläche aus, genau wie sie nach theoretischen Vorüberlegungen aussehen musste. Dann hat das Team aus der neuen Anode und einer Kathode aus Lithiummetall eine Knopfbatterie gebaut. Sie ließ sich bei Temperaturen zwischen 25 und minus 20 Grad Celsius problemlos laden und entladen.Im Vergleich dazu hielten Lithium-Ionen-Batterien, die mit anderen kohlenstoffbasierten Anoden, einschließlich Graphit- und Kohlenstoffnanoröhren, ausgestattet waren, bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt fast keine Ladung. Als die Forscher die Knopfbatterie auf minus 35 Grad abkühlten, war sie immer noch aufladbar und setzte während der Entladung fast 100 Prozent der zuvor gespeicherten Energie wieder frei. Die neue Anode könnte den Betrieb von Energiequellen bei extrem niedrigen Temperaturen ermöglichen. Das ist vor allem für Regionen mit kalten Wintern wichtig. Bisher müssen Batterien von Autos beheizt werden, damit sie im Winter noch Strom liefern. Das reduziert die Reichweite.