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Studie Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Batterien steigern

Quelle: KIT

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KIT Karlsruher Institut für Technologie

Lithium-Ionen-Batterien werden vom Smartphone bis zum Elektroauto in den meisten Bereichen unseres Lebens genutzt und sind dort nicht mehr wegzudenken. Nun wurde eines der großen Rätsel der wichtigsten Schnittstelle in Flüssigelektrolyt-Batterien gelöst.

Forscher des KIT haben die Bildung der Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase mit Hilfe von Simulationen charakterisiert.
Forscher des KIT haben die Bildung der Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase mit Hilfe von Simulationen charakterisiert.
(Bild: Christine Heinrich)

Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben eine neue Möglichkeit gefunden, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von zukünftigen Lithium-Ionen-Batterien zu optimieren. Laut einer Mitteilung können die Fortschritte mithilfe der sogenannten Passivierungsschicht erreicht werden.

Die Passivierungsschicht oder auch Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase (SEI) entsteht beim ersten Ladevorgang an den Elektroden. An der Anodenoberfläche bestimmt sie die elektrochemische Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer einer Lithium-Ionen-Batterie wesentlich mit, weil sie in jedem Lade- und Entladezyklus stark beansprucht wird, heißt es weiter. Sobald die SEI aufbricht, werde der Elektrolyt weiter zersetzt und die Kapazität der Batterie nimmt stetig ab.

Lebensdauer mit Zusatzstoffen verbessern

Mithilfe von mehr als 50.000 Simulationen konnten die Forscher nun das Wachstum und die Zusammensetzung der Passivierungsschicht an der Anode von Flüssigelektrolyt-Batterien untersuchen und genauer charakterisieren. Mit diesen Erkenntnissen sei es nun möglich, Elektrolyte und geeignete Zusatzstoffe zu entwickeln, um die Eigenschaften der SEI zu steuern und damit die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Batterien zu verbessern.

Über ihre Studie berichteten die Forscher in der Zeitschrift Advanced Energy Materials.

(ID:49242562)

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