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Eine überraschende Erkenntnis revolutioniert die Akkuproduktion: Durch eine höhere Spannung beim ersten Laden kann die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus erheblich verlängert werden. Forscher haben herausgefunden, dass diese Methode den Kapazitätsverlust um bis zu 50 Prozent verringert – eine simple, aber effektive Maßnahme zur Optimierung von Batterien.
Formatierung entscheidend für die Akkulebensdauer
Lithium-Ionen-Akkus sind allgegenwärtig, ob in Smartphones, Laptops oder Elektroautos. Die Lebensdauer dieser Batterien ist jedoch begrenzt, da sich im Laufe der Zeit schädliche Ablagerungen an der Anode bilden. Diese Ablagerungen behindern den Ladungsaustausch und führen zu einem allmählichen Verlust der Akkukapazität. Der Prozess, der als Formatierung bekannt ist und beim ersten Laden der Batterie stattfindet, spielt dabei eine entscheidende Rolle. Er legt den Grundstein für die Entwicklung der schützenden SEI-Schicht, die weitere Ablagerungen verzögern soll.
Ungewöhnliche Methode führt zu unerwartetem Erfolg
In einer neuen Studie fanden Forscher heraus, dass eine hohe Spannung und eine erhöhte Temperatur während der Formatierung den Akku entgegen bisherigen Annahmen nicht schädigen, sondern dessen Lebensdauer erheblich verlängern können. Bei Tests an mehreren Hundert Lithium-Ionen-Akkus stellte sich heraus, dass Batterien, die mit höherer Spannung formatiert wurden, eine um 50 Prozent längere Zyklenzahl erreichten. Dieser überraschende Effekt widerlegt die bisherige Annahme, dass eine zu hohe Spannung die Batterie schneller altern lässt.
Erklärung des Phänomens
Die detaillierten Untersuchungen zeigten, dass die höhere Spannung zunächst eine dickere SEI-Schicht und einen größeren Lithiumverlust verursacht. Doch paradoxerweise sorgt gerade dieser Verlust langfristig für eine Verlangsamung der schädlichen Ablagerungsprozesse. Indem mehr Lithium in die SEI-Schicht integriert wird, steht weniger Lithium für Reaktionen bereit, die diese Ablagerungen begünstigen. Auf diese Weise wird die Akkualterung deutlich verlangsamt, obwohl die Batterie zunächst mehr Lithium verliert.
Optimierungspotenzial für zukünftige Akkus
Diese Erkenntnisse könnten weitreichende Auswirkungen auf die zukünftige Akkuproduktion haben. Die Anpassung der Formatierungsparameter bietet eine kostengünstige Möglichkeit, die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus zu verlängern, ohne dass teure Neuentwicklungen notwendig sind. Die Forscher sehen zudem Potenzial, die Methode auf neue Batteriearten anzuwenden und damit die Effizienz und Haltbarkeit von Energiespeichern weiter zu verbessern.
Die neue Formatierungsmethode bietet also eine vielversprechende Chance zur Optimierung von Akkus.
