Lithium-Ionen-Akkus sind ein wesentlicher Bestandteil nahezu aller mobilen elektronischen Geräte – von der Smartwatch über Laptops bis hin zu Tablets und Smartphones. Trotz all ihrer positiven Eigenschaften haben sie auch Schwächen. Eine davon ist eine nicht gerade geringe Gefahr, dass der Akku unter dem Einfluss von hohen Temperaturen Feuer fängt – ein Risiko, das sich letztes Jahr in zahlreichen nahezu explodierenden Samsung Galaxy Note 7s manifestierte. Forscher der Universität Stanford haben ein Mittel gefunden, um die Gefahr zumindest zu minimieren. Sie verbauten einen feuerhemmenden Stoff in ihren Akkus, der von selbst freigegeben wird, wenn die Temperatur im Akku steigt.


Bisheriger Lithium Ionen Akku (Bildquelle: wiki commons / User: J.Ash Bowie)
Bildquelle: wiki commons / User: J.Ash Bowie

Feuerhemmer gegen brennende Akkus

Neben der Idee, die entflammbaren Elektrolyte in den Akkus zu ersetzen oder einen Smartchip zu integrieren, ist die Integration eines feuerhemmenden Stoffes eine Methode, um die Gefahr von sich entflammenden Akkus zu minimieren. Die Idee ist nicht neu, sondern wird von mehreren Teams bereits seit längerem untersucht. Bisher waren diese Versuche aber immer mit einer Verschlechterung der Akku-Leistung verbunden.

Das Team aus Stanford verwendet einen weit verbreiteten feuerhemmenden Stoff namens Triphenylphosphat (TPP) in einer Hülle aus Polymer-Mikrofasern, die mit einer Technik namens Elektrospinnen hergestellt wurde. „„It is the ‚core-shell‘ structure of the fibers constituting the separators that makes it unique and efficient,“ the study’s first author, Kai Liu, explains to New Atlas. „And the electrospinning is crucial for the fabrication of core shell structured fibers„, erklärt Kai Liu, der Erstautor der Studie.


Bei hohen Temperaturen wird TPP freigegeben

Solange die Batterie wie vorgesehen funktioniert, ist das TPP in der Hülle aus Mikrofaser, die verhindert, dass der Stoff in die Elektrolyte der Batterie ausläuft. Bei einer Temperatur von 160 Grad Celsius schmilzt die Polymer-Mikrofaser-Hülle und entlässt den Feuerhemmer in die Elektrolyte, um einer Feuerbildung vorzubeugen. Die Forscher sagen, dass so der Entzündungsprozess bereits am Anfang gestoppt werden kann.

Bisher wurde die Technologie an einer Knopfbatterie getestet, aber die Forscher gehen davon aus, dass das Konzept auch in große Lithium-Ionen-Akkus integriert werden kann. Als nächstes möchte das Team testen, ob ihre Methode auch bei Akkus angewandt werden kann, die großem mechanischen Stress ausgesetzt sind.

via NewAtlas.com

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