Hauchdünner Kathodenschutz hält Akkus frisch

Sauerstoff wird effektiver als bisher eingefangen und erhöht die Kapazität von Batterien drastisch

Xiangbo "Henry" Meng: will Akkus deutlich länger haltbar machen (Foto: Whit Pruitt, uark.edu)

Fayetteville (pte022/16.03.2026/12:30)

Forscher der University of Arkansas nutzen die sogenannte Atomlagenabscheidung zur Beschichtung von Elektroden mit einem Film aus Zirkoniumsulfid, der nur zwei Millionstel Millimeter dick ist. Dieser fängt den Sauerstoff ein, der beim Laden von Akkus frei wird und den Elektrolyten oxidiert. In der Folge wird aus dem Sulfid ein Sulfat. Kathoden aus Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (NMC811) können die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien demnach erhöhen.

Beschichtung gegen Sauerstoff

Die Umwandlung hat sich als sehr wirksam erwiesen, weil sie den Elektrolyten vor Zersetzung schützt. Darüber hinaus hemmt das Sulfat weitere störende Reaktionen, stabilisiert die Grenzfläche zwischen der Kathode und dem Elektrolyten und verhindert Mikrorisse. Das wirkt sich in einer sensationellen Ausweitung der Zyklenfestigkeit aus, heißt es.

Während unbeschichtete Kathoden gerade einmal 200 Lade- und Entladevorgänge schadlos überstehen, sind es bei der beschichteten Elektrode laut den Wissenschaftlern 1.000. Und nach 13.00 Zyklen liegt die Restkapazität noch bei erstaunlichen 60 Prozent, was für Elektroautos gerade noch akzeptabel ist.

Fitnesskur für andere Batterien

Xiangbo "Henry" Meng hat entdeckt, dass Sulfide sich durch Umwandlung in Sulfate als Schutzschicht für Hochleistungselektroden eignen. Ihm zufolge könnten Sulfide auch anderen Kathoden eine längere Lebensdauer verleihen. Mehrere große Tech-Unternehmen seien an seinen Forschungsergebnissen interessiert. Jetzt will er mit dem Argonne National Laboratory zusammenarbeiten, um die Beschichtung an verschiedenen Batterien zu testen.

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