Neue Batterie erhöht Reichweite von E-Autos erheblich

Ein neues Batteriedesign verlängert die Reichweite von Elektrofahrzeugen und die Lebensdauer tragbarer Elektronikgeräte, weil es die Kapazität des Speichers entscheidend vergrößert. In der Fachzeitschrift ACS Applied Energy Materials haben die Entwickler vom Advanced Technology Institute (ATI) der University of Surrey vor Kurzem eine Lithium-Ionen-Batterieanode vorgestellt, die weitaus mehr Strom speichern kann als heute genutzte Elektroden. Zudem bleibt sie über Hunderte von Ladezyklen hinweg stabil.

Silizium ist besser, aber instabil

Lithium-Ionen-Batterien versorgen einen Großteil moderner Geräte mit Strom – von Smartphones und Wearables bis hin zu Elektrofahrzeugen. Graphit ist das am häufigsten verwendete Anodenmaterial. Silizium wäre besser geeignet, weil es eine weitaus größere Kapazität hat. Doch im Gegensatz zu Graphit ist dieses Material nicht stabil. Es dehnt sich beim Laden aus, was dazu führt, dass es mit der Zeit Risse bekommt und seine Funktionsfähigkeit verliert.

Um das zu verhindern, entwickelte das Forscherteam eine "Vertically Integrated Silicon–Carbon Nanotube" (VISiCNT) genannte Struktur. Bei diesem Design wachsen dichte Wälder aus Kohlenstoffnanoröhrchen auf einer Kupferfolie. Den oberen Abschluss bildet eine dünne Siliziumschicht, sodass ein flexibles, leitfähiges Gerüst entsteht, das die Ausdehnung auffangen kann, ohne Risse zuzulassen.