Diamanten bewahren Handy-Akkus vor Explosion

Forscher der Drexel University fanden heraus: Das Hinzufügen von Nanodiamanten in die Elektrolytlösung eines Akkus bewahrt Mobilgeräte davor, wegen Überhitzung in Flammen aufzugehen. [...]

Winzige Partikel im Elektrolyt dämmen die Entstehung von risikoreichen Dendriten ein und verhindern gefährliche Kurzschlüsse. (c) Lupo
Winzige Partikel im Elektrolyt dämmen die Entstehung von risikoreichen Dendriten ein und verhindern gefährliche Kurzschlüsse.

Die Wissenschaftler der Drexel University haben sich in ihrem Experiment winziger Nanodiamanten bedient, die bis zu 10.000 Mal kleiner sind als der Durchmesser eines Haares. Sie fügten diese der Elektrolytlösung eines Akkus bei. Obwohl die Diamanten erheblich kleiner sind als jene, von der Schmuckindustrie verwendet werden, haben sie die dennoch die gleiche Struktur und Form. Werden sie abgelagert, fügen sie sich zu einer glatten Oberfläche.
Lithium-Ionen können sich sehr einfach an Nanodiamanten heften und somit die elektrochemische Abscheidung maßgeblich einschränken. Die Abscheidung sorgte bisher immer wieder zu gefährlichen Kurzschlüssen in Lithium-Ionen-Batterien. Vor allem Smartphones gingen vereinzelt in Flammen auf. Indem Nanodiamanten nun in die Elektrolytlösung einer Lithium-Ionen-Batterie gemischt werden, schwächt sich die risikoreiche Formation von Dendriten während 100 Lade-Entlade-Zyklen bis auf null ab. Dendriten sind eine Hauptursache für Funktionsausfälle.
Wegweisend und leistbar
„Potenziell ist dies wegweisend, aber es ist schwierig, sich zu 100 Prozent sicher zu sein, dass Dendriten niemals wachsen werden“, erklärt Studienleiter Yury Gogotsi. Die Verwendung von Nanodiamanten in Smartphones, Laptops und anderen Mobilgeräten würde sich generell als eine leistbare Möglichkeit anbieten, Lithium-Batterien sicherer zu machen. „Um die Sicherheit zu gewährleisten, müssen Ergänzungen zu Elektrolyten, wie etwa Nanodiamanten, mit anderen Vorsichtsmaßnahmen kombiniert werden – wie etwa mit nichtentzündbarer Akkumulatorsäure, sichereren Elektrodenwerkstoffe und stärkeren Separatoren“, so Gogotsi.


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