Tokio (JAPANMARKT/nd) – Durchbruch bei den Standard-Lithium-Akkus: Ein Problem für die Akzeptanz von Elektroautos sind die langen Ladezeiten. Man kann eben nicht mal eben an der Tankstelle vorfahren und nach fünf Minuten mit vollem Tank weiterfahren. Bei einem Elektroauto kann dieser Vorgang Stunden dauern. Aber diese Dauer der Aufladung dürfte sich bald verringern. Denn japanische Forscher haben die Ladegeschwindigkeit von Lithium-Ionen-Akkus verdreifacht und dabei die Akkumulatoren nebenbei haltbarer gemacht.

Geringere Selbstentladung

Assistenz-Professor Yuki Yamada und Professor Atsuo Yamada von der Universität Tokio, Keitaro Sodeyama von der Universität Kioto und Yoshitaka Tateyama vom Nationalinstitut für Materialwissenschaften haben die chemische Zusammensetzung der Elektrolyt-Lösung in den Lithium-Ionen-Batterien verändert – in eine organische Lösung mit einer um den Faktor 4 erhöhten Konzentration der Salzlösung.

Im Ergebnis erhielten sie einen Akku, der gegen Zersetzung sehr widerstandsfähig ist und zugleich enorm reaktionsfähig ist. Lithium-Ionen-Batterien mit diesem konzentrierten Elektrolyten sind im Vergleich zu bisherigen Standard-Li-Akkus drei Mal schneller aufladbar und weisen darüber hinaus eine geringere Selbstentladung auf.

Höhere Batteriespannung

Die verbesserte Elektrolyt-Flüssigkeit dürfte die Lebensdauer der Lithium-Ionen-Akkumulatoren deutlich vergrößern sowie ihren elektrischen Output steigern. Denn die Spannung der Batterien lässt sich nun auf drei auf fünf Volt erhöhen. Die molekulare Bewegungsdynamik in dem superkonzentrierten Elektrolyten wurde mit Hilfe des K-Supercomputers am Riken-Institut berechnet und bestätigt.

23 Jahre nach dem ersten kommerziellen Einsatz von Lithium-Ionen-Akkus zeigt sich, dass das Konzept noch erheblich verbessert werden kann. In der Vergangenheit konzentrierten sich die Forscher auf die Verbesserung der Kathoden- und Anoden-Materialien und nicht auf den Elektrolyten. Dabei liegt in der Batterieflüssigkeit offenbar der Schlüssel für den nächsten Leistungssprung dieser wichtigsten Stromquelle von elektrischen Geräten und Elektrofahrzeugen.

Foto: Universität Tokio