Die Batterieforschung konzentrierte sich bisher auf neue Materialien und verbesserte Chemie. Doch ein Team um Michael De Volder von der Universität Cambridge hat nun einen überraschend einfachen Ansatz gefunden: konstanter Druck.
Die im Fachmagazin Nature Energy veröffentlichte Studie zeigt, dass handelsübliche Lithium-Ionen-Batterien unter optimalem Druck doppelt so viele Lade- und Entladezyklen überstehen wie ohne diese mechanische Kontrolle.
Wie forschung-und-wissen.de berichtet, entwickelten die Wissenschaftler einen speziellen Prüfstand mit pneumatischen Luftkissen. Diese halten den Druck konstant bei rund 12,5 Bar - etwa viermal höher als in herkömmlichen Batteriemodulen.
Die Forscher nennen diesen optimalen Druckbereich die "Goldlöckchenzone". Ist der Druck zu niedrig, entstehen Risse in der Kathode. Ist er zu hoch, lagert sich metallisches Lithium an der Anode ab. Nur im richtigen Bereich bleiben beide Elektroden über viele hundert Zyklen intakt.
"Batterien mögen diesen Zyklus aus Belastung und Entlastung in der Regel nicht", erklärt De Volder. "Als Maschinenbauingenieur wollte ich untersuchen, welche Rolle die Mechanik spielt."
Langlebigere Akkus bedeuten weniger häufigen Austausch und damit geringeren Bedarf an Lithium, Kobalt und Nickel. Cambridge Enterprise hat bereits ein Patent für die Technologie angemeldet.
"Je länger ein Produkt hält, desto seltener müssen die Materialien recycelt werden. Und beim Recycling von Batterien sind wir im Moment sehr schlecht", so De Volder. Die Forschung befindet sich noch in einer frühen Phase, könnte aber den E-Auto-Markt nachhaltig verändern.
