Die nächste Generation von Metallbatterien“, die zweimal so lange halten und schneller laden können, entsteht.

Wissenschaftler haben die „nächste Generation von Metallbatterien“ entwickelt, die doppelt so lange halten und schneller laden als je zuvor.

Die Forscher haben die Batterie mit einem dreidimensionalen, vernetzten Polymerschwamm hergestellt.

Wissenschaftler sagen, dass diese neuen Batterien viel sicherer sein könnten als herkömmliche Lithium-Batterien, die „grundlegende Probleme“ haben, die sie plötzlich explodieren und in Flammen aufgehen lassen.

Dieses Projekt zielt darauf ab, die nächste Generation von Metallbatterien zu entwickeln“, sagte Donghai Wang, Professor für Maschinenbau an der Penn State University.

Lithiummetall wird seit Jahrzehnten in Batterien erprobt, aber es gibt einige grundlegende Probleme, die ihr Vorankommen behindern“.

In ihrer einfachsten Form bestehen Batterien aus drei Komponenten: einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und einem Elektrolyten.

Beim Laden einer Batterie werden Lithiumionen aus der positiven Elektrode extrahiert und bewegen sich durch die Kristallstruktur und den Elektrolyten zur negativen Elektrode, wo sie gespeichert werden.

Je schneller dieser Vorgang abläuft, desto schneller kann der Akku geladen werden.

Wenn Lithium-Ionen-Batterien jedoch schnell aufgeladen werden – wie in Elektrofahrzeugen – bilden sie nadelartige Formationen.

Diese Nadeln verkürzen die Lebensdauer der Batterie und können Sicherheitsprobleme verursachen – einschließlich Brände oder Explosionen.

Unser Ansatz war es, ein Polymer an der Grenzfläche von Lithium-Metall zu verwenden“, sagte Dr. Wang.

Das Material wirkt wie ein poröser Schwamm, der nicht nur den Ionenaustausch fördert, sondern auch den Verschleiß verhindert.

Dadurch konnte die Metallbeschichtung auch bei niedrigen Temperaturen und schnellen Ladungsbedingungen dendritenfrei sein“, sagte er.

Die praktischen Anwendungen dieser Arbeit könnten nach Ansicht der Forscher leistungsfähigere und stabilere Metallbatterietechnologien ermöglichen, die in den Alltag integriert sind.

In einem Elektrofahrzeug könnte es die Reichweite eines Antriebs erhöhen, bevor es eine Ladung um Hunderte von Meilen benötigt“, sagte Dr. Wang.

„Es könnte auch Smartphones eine längere Akkulaufzeit geben.

Wir wollen diese Technologien vorantreiben. Mit dieser Arbeit bin ich mir sicher, dass wir die Lebensdauer dieser Lithium-Metall-Batterien verdoppeln können.

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tekk.tv

Lange Zeit war Paul Florian in der TV-Branche tätig. Schon immer gab es eine Schublade voller Handys (und später Smartphones) in seiner Wohnung. Als Online-Redakteur hat der Nerd in ihm diese Schublade nun für Tekk geöffnet.

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