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Aug 13, 2023

Forscher nutzen die Ausfälle von Lithium

Forscher unter der Leitung von Wissenschaftlern der Universität Oxford haben eine gewaltige Entdeckung gemacht, die zu großen Fortschritten in der Welt der Batterieproduktion, insbesondere für Elektrofahrzeuge, führen könnte. Erweiterte Verwendung

Forscher unter der Leitung von Wissenschaftlern der Universität Oxford haben eine gewaltige Entdeckung gemacht, die zu großen Fortschritten in der Welt der Batterieproduktion, insbesondere für Elektrofahrzeuge, führen könnte. Mithilfe fortschrittlicher Bildgebungstechniken haben Forscher herausgefunden, warum Lithium-Metall-Festkörperbatterien versagen.

Festkörperbatterien sind die nächste Batterieentwicklung im Wettlauf um die Entwicklung von Elektrofahrzeugen mit größerer Reichweite, Sicherheit und Leistung. Ziel ist es, den brennbaren flüssigen Elektrolyten herkömmlicher Batterien durch einen festen Elektrolyten zu ersetzen, der mehr Energie speichert.

Bei Versuchen, diese neuen Batterien herzustellen, stießen sie jedoch auf einige Probleme, vor allem darauf, dass sie beim Laden anfällig für Kurzschlüsse sind. Dies wird durch Metall verursacht, das sich auf der Lithiumoberfläche ansammelt, in den Festelektrolyten eindringt und von einer Elektrode zur anderen gelangt.

Während der Forschung erstellte Bilder zeigen das Fortschreiten eines Risses durch einen Festelektrolyten.

Da die Forscher nun wissen, warum die Batterien kurzschließen, können sie an einer Lösung arbeiten. Festelektrolyte könnten die Sicherheit erheblich verbessern, und der Einsatz von Lithium schafft eine höhere Kapazität für die Energiespeicherung.

Dies geschieht, da Batterieunternehmen und Hersteller von Elektrofahrzeugen um die Entwicklung von Batterien konkurrieren, die eine größere Reichweite und kürzere Ladezeiten ermöglichen.

Toyota sagte, dass es in den nächsten Jahren eine Batterie geben wird, mit der ein Elektrofahrzeug mehrere Hundert Kilometer mit einer einzigen Ladung zurücklegen kann. Dies wäre wahrscheinlich nur möglich, wenn Forscher herausfinden könnten, wie man Festkörperbatterien davon abhält Kurzschluss.

Eine der größten Herausforderungen für die Forscher besteht darin, herauszufinden, wie ein weiches Metall wie Lithium in den dichten, harten Keramikelektrolyten eindringen kann. Das weitere Verständnis dafür zu entwickeln, warum Festkörperbatterien versagen, ist nur eine der Hürden, die Wissenschaftler überwinden müssen, bevor die neue Batterietechnologie in großem Maßstab kommerziell genutzt werden kann, aber es ist eine wichtige.

„Die Weiterentwicklung von Festkörperbatterien mit Lithium-Metallanoden ist eine der wichtigsten Herausforderungen bei der Weiterentwicklung der Batterietechnologien“, sagt Dominic Melvin, Ph.D. Student in der Materialabteilung der Universität Oxford und Mitautor der Studie, sagte SciTechDaily. „Während sich die heutigen Lithium-Ionen-Batterien weiter verbessern werden, hat die Forschung zu Festkörperbatterien das Potenzial, eine lohnende und bahnbrechende Technologie zu sein.“

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