Trockenakku für mehr Sicherheit

Forschende der ETH Zürich haben einen Lithium-Ionen-Akku entwickelt, der ausschliesslich aus festem Material besteht – er enthält weder Flüssigkeiten noch Gele. Die Folge: Selbst bei sehr hohen Temperaturen kann er sich nicht entzünden.

» Von Fabio Bergamin, ETH News, 04.08.2016 14:48.

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In Lithium-Ionen-Akkus kann man auf kleinem Raum viel Energie speichern. Dies macht sie zur Energiequelle der Wahl für mobile Elektronikgeräte. Handys, Laptops, E-Bikes und Elektroautos werden heute mit solchen Akkus betrieben. Forschende der ETH Zürich haben nun einen Akku-Typen entwickelt, der im Gegensatz zu den herkömmlichen ausschliesslich aus festen chemischen Verbindungen besteht und nicht entzündlich ist.

Klassische Lithium-Ionen-Akkus sind nämlich nicht ganz ungefährlich: Mehrfach sind in der Vergangenheit Handybatterien explodiert, was zu Verletzungen geführt hat. Und in der Altstadt von Steckborn am Bodensee brannte vor einem halben Jahr eine ganze Häuserzeile nieder. Ausgelöst wurde der Grossbrand durch einen Modellbau-Akku, der Feuer fing, weil er mutmasslich unsachgemäss aufgeladen wurde.

Festkörperakkus kann man stark erhitzen

In klassischen Lithium-Ionen-Akkus sowie in den meisten anderen Batterien sind der Plus- und Minuspol – die beiden Elektroden – aus festen leitenden Verbindungen gefertigt; zwischen diesen Elektroden bewegen sich Ladungen in einem flüssigen oder gelförmigen Elektrolyten. Lädt man einen solchen Akku unsachgemäss auf (überlädt man ihn) oder lässt man ihn in der Sonne liegen, kann sich die Flüssigkeit entzünden oder das Gel kann aufquellen.

Anders in sogenannten Festkörperakkus (engl. solid state batteries), die sich zurzeit in vielen Forschungslabors weltweit in Entwicklung befinden: In ihnen sind nicht nur die Elektroden, sondern auch der dazwischenliegende Elektrolyt aus festem Material gefertigt. «Feste Elektrolyte beginnen nicht zu brennen, selbst wenn sie sehr stark erhitzt werden oder offen an der Luft liegen», erklärt Jennifer Rupp. Sie ist Professorin für elektrochemische Materialien an der ETH Zürich und leitete die Entwicklung des neuen Akku-Typen.

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