Lithium-Ionen-Batterien mit mehr Ausdauer und Leistung

Leistungsfähige Energiespeicher sind derzeit bei vielen Produkten und Anwendungen gefragt.

Sei es, um die Laufzeit von Mobiltelefonen und Laptops zu erhöhen oder, um in der Elektromobilität eine höhere Reichweite zu erzielen und damit einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Innovative Elektroden auf CNT-Basis (Kohlenstoffnanoröhrchen = Carbon Nanotubes, CNT) stehen darum im Fokus von CarboPower – einem Projekt, das im Rahmen der Innovationsallianz Carbon Nanotubes (Inno.CNT), einer Forschungsinitiative im Bereich Nanotechnologie, gezielt nach vielversprechenden Einsatzmöglichkeiten dieser noch jungen Werkstoffgeneration sucht. In CarboPower, einem von 29 Inno.CNT-Projekten, verfolgen die Projektpartner FutureCarbon, VARTA Microbattery und das Zentrum für Solar- und Wasserstoffforschung (ZSW) das Ziel, herkömmlichen Ruße und Graphite, die in Lithium-Ionen-Batterien gegenwärtig eingesetzt werden, durch speziell aufbereitete CNT zu ersetzen. „Carbon Nanotubes weisen eine bessere elektrische Leitfähigkeit auf und sind von ihrer Struktur her prinzipiell vorteilhafter als Ruße“, erklärt Dr. David Ensling, Projektkoordinator von CarboPower. „Zusätzlich verfügen CNT-verstärkte Lithium-Ionen-Akkus über mehr Leistung aufgrund ihrer höheren Aktivmaterialquote.“
Erste Ergebnisse im Projekt CarboPower zeigen außerdem, dass mit Hilfe von CNT neben der elektrischen Leitfähigkeit vor allem die Zyklenfestigkeit, d.h. die Haltbarkeit der Batterie beim Be- und Entladen, sowie die Belastbarkeit deutlich ausgeweitet werden können. Damit werden die modernen Hochleistungsbatterien praktisch in allen Anwendungen interessant, wo Akkus für die Stromversorgung unverzichtbar sind. Insbesondere Mobiltelefone und Laptops profitieren von den verbesserten Materialeigenschaften der fortschrittlichen Stromquelle. Aber auch für die Energiespeicher moderner Elektrofahrzeuge, die in hoher Frequenz be- und entladen werden, bieten CNT-Lithium-Ionen-Batterien erstklassige Perspektiven.