Mobile-Menu

Forschung Wie das gepulste Laden die Lebensdauer von Batterien verlängert

Quelle: Helmholtz-Zentrum Berlin 1 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Bessy II
SAB Bröckskes GmbH & Co KG

Das ständige Aufladen von Lithium-Ionen-Batterien sorgt dafür, dass die Energiespeicher mit der Zeit immer schlechter werden. Forscher untersuchten nun diesen Effekt und entdeckten dabei eine effektivere Lademethode.

Ein verbessertes Ladeprotokoll könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien deutlich verlängern. (Bild: ra2 studio - stock.adobe.com)
Ein verbessertes Ladeprotokoll könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien deutlich verlängern.
(Bild: ra2 studio - stock.adobe.com)

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) und der Humboldt-Universität haben die Alterungseffekte von Lithium-Ionen-Batterien untersucht. Laut einer Mitteilung fanden die Wissenschaftler heraus, dass das Laden mit hochfrequentem gepulstem Strom Alterungseffekte verringert. Die Studie erschien zuerst in der Fachzeitschrift „Advanced Energy Materials".

Die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien nimmt nach hunderten Ladezyklen allmählich ab. Eine gute handelsübliche Batterie hat eine Lebensdauer von bis zu acht Jahren. In der Regel wird sie mit einem konstanten Stromfluss geladen. Die Forscher verglichen nun den Ladevorgang mit Konstantstrom (CC) oder mit einem neuen Ladeprotokoll mit gepulstem Strom (PC). Bei den CC-Proben war die Festelektrolyt-Grenzfläche (SEI) an der Anode deutlich dicker, was die Kapazität laut den Forschern beeinträchtigte. Außerdem fand das Team mehr Risse in der Struktur der NMC532- und Graphitelektroden, was ebenfalls zum Kapazitätsverlust beitrug. Im Gegensatz dazu führte die PC-Ladung zu einer dünneren SEI-Grenzfläche und weniger strukturellen Veränderungen in den Elektrodenmaterialien.

„Das Aufladen mit gepulstem Strom fördert die homogene Verteilung der Lithium-Ionen im Graphit. Dadurch verringert sich die mechanische Belastung und Rissbildung in den Graphitpartikeln, so dass die Graphitanode länger stabil bleibt", sagt HZB-Forscher Yaolin Xu. Dabei komme es jedoch auf die Frequenz des gepulsten Stroms an. Ladeprotokolle mit hochfrequent gepulstem Strom verlängern die Lebensdauer kommerzieller Lithium-Ionen-Batterien am stärksten, bis zur Verdopplung der Zyklenlebensdauer mit 80 Prozent Kapazitätserhalt, heißt es weiter.

(ID:50002241)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte