{"id":170933,"date":"2019-05-07T10:42:57","date_gmt":"2019-05-07T08:42:57","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=170933"},"modified":"2019-05-07T10:42:57","modified_gmt":"2019-05-07T08:42:57","slug":"3d-tomographien-zeigen-die-alterung-von-lithium-akkus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/3d-tomographien-zeigen-die-alterung-von-lithium-akkus\/","title":{"rendered":"3D-Tomographien zeigen die Alterung von Lithium-Akkus"},"content":{"rendered":"

Angefangen von mobilen Ger\u00e4ten wie Tablets und Digitalkameras bis hin zur E-Mobilit\u00e4t wie Pedelecs und E-Autos: Lithium-Akkus sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Gleichzeitig wissen wir: Die kleinen Speicherwunder sind empfindlich und verlieren mit der Zeit an Kapazit\u00e4t. Denn bei jeder neuen Aufladung bilden sich manchmal Mikrostrukturen an den Elektroden, die die Kapazit\u00e4t weiter reduzieren. Die Akkus altern also. Und das l\u00e4sst sich, trotz steter Optimierung, bis heute nicht verhindern.<\/p>\n

Den Lithium-Ionen beim Wandern zuschauen<\/h3>\n

Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums Berlin HZB<\/a> schauten sich nun \u2012 gemeinsam mit Batterieforschern aus dem Forschungszentrum J\u00fclich<\/a>, der Universit\u00e4t M\u00fcnster<\/a> und Partnern aus Forschungseinrichtungen in China \u2012, den Alterungsprozess der Akkus unter einem 3D-Tomographen an. Das Augenmerk des internationalen Forschungs-Teams lag dabei darauf, mit mikroskopischer Genauigkeit zu beobachten, was im Inneren des Akkus an den Grenzfl\u00e4chen zwischen den Elektroden, dort, wo die Lithium-Ionen wandern, genau geschieht.<\/p>\n

\"\"
Before: 3D-Tomography Lithium Electrode \u00a9M. Osenberg \/ I. Manke \/ HZB<\/figcaption><\/figure>\n

F\u00fcr ihre Arbeiten nutzten die Wissenschaftler unter anderem das 3D-Tomographieverfahren mit Synchrotronstrahlung an BESSY II (HZB)<\/a> \u2013 es erzeugt besonders brillantes R\u00f6ntgenlicht. Mit dieser einzigartigen Methode lassen sich zerst\u00f6rungsfreie 3D-Abbildungen aus dem Inneren von Proben erstellen.<\/p>\n

Beobachtung von Aufladung und Entladung<\/h3>\n

Dr. Ingo Manke, Forschungsleiter und Experte f\u00fcr 3D-Tomographie mit Synchrotronstrahlung, untersuchte mit seinem Team eine Reihe von unterschiedlichen Lithium-Zellen. Diese beobachteten sie einerseits w\u00e4hrend der Aufladung. Aber auch w\u00e4hrend der Entladung, sozusagen \u201eoperando\u201c – also w\u00e4hrend des Betriebs. Zus\u00e4tzlich betrachteten sie verschiedene Zyklusbedingungen. Bei allen untersuchten Zellen bestand eine Elektrodenseite aus reinem Lithium, w\u00e4hrend die andere Seite – je nach Wahl – aus unterschiedlichen Elektroden-Materialien bestand.<\/p>\n

\"\"
Shortly after Loading \/ Unloading: 3D-Tomography Lithium Electrode \u00a9M. Osenberg \/ I. Manke \/ HZB<\/figcaption><\/figure>\n

Die Tomographien zeigen, wie bereits nach wenigen Lade-Entlade-Zyklen eine Schicht aus Mikrostrukturen zwischen der Separatorschicht und der Lithium-Elektrode entsteht. Diese Mikrostrukturen bestehen aus Reaktionsverbindungen, die sich im Elektrolyten bilden. Sie k\u00f6nnen unterschiedliche Gestalt annehmen: Von einem eher ungeordneten Schlamm \u00fcber moosartige Strukturen bis hin zu nadelf\u00f6rmigen Dendriten, die sogar gef\u00e4hrliche Kurzschl\u00fcsse im Akku verursachen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Erstmaliges Bild von Degradationsmechanismus<\/h3>\n

Damit haben wir erstmals ein vollst\u00e4ndiges Bild des Degradationsmechanismus in Lithium-Elektroden\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Ingo Manke.<\/p><\/blockquote>\n

Dies ist nicht nur f\u00fcr das grundlegende Verst\u00e4ndnis von Alterungsprozessen in Batterien interessant, sondern liefert insbesondere auch wertvolle Hinweise f\u00fcr das Design von langlebigeren Batterien.<\/p>\n

Dieser Artikel k\u00f6nnte Sie auch interessieren:<\/strong><\/p>\n

Design-Prinzipien sollen Smartphone-Akkus sicherer machen<\/a><\/p>\n

Deutscher Studienpreis f\u00fcr Einblicke in Lithium-Ionen Zellen<\/a><\/p>\n

Zerst\u00f6rungsfreie R\u00fcckgewinnung von Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Batterien<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Angefangen von mobilen Ger\u00e4ten wie Tablets und Digitalkameras bis hin zur E-Mobilit\u00e4t wie Pedelecs und E-Autos: Lithium-Akkus sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Gleichzeitig wissen wir: Die kleinen Speicherwunder sind empfindlich und verlieren mit der Zeit an Kapazit\u00e4t. Denn bei jeder neuen Aufladung bilden sich manchmal Mikrostrukturen an den Elektroden, die die Kapazit\u00e4t weiter […]<\/p>\n","protected":false},"author":1706,"featured_media":510391,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[25213],"tags":[34440,34442,34444],"location":[24328],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-170933","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit-de","tag-degradation","tag-hzb","tag-lithium-akkus","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Almut Otto","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/almut-otto\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/bild1_a.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["Degradation<\/a>","HZB<\/a>","Lithium-Akkus<\/a>"],"unlinked":["Degradation<\/span>","HZB<\/span>","Lithium-Akkus<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 7 years ago","modified":"Updated 7 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on May 7, 2019","modified":"Updated on May 7, 2019"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on May 7, 2019 10:42 am","modified":"Updated on May 7, 2019 10:42 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/170933","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1706"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=170933"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/170933\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/510391"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=170933"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=170933"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=170933"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=170933"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=170933"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=170933"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=170933"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=170933"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=170933"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}