Die hervorragenden Eigenschaften des LithiumIonen-Akkus haben das tägliche Leben wie sonst nur wenige andere Erfi ndungen geprägt. Jedoch treten mit der Zeit Effekte auf, die die Speicherfähigkeit der Akkus nach und nach verringern.
An der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der Technischen Universität München ging Dr. Anatoliy Senyshyn, Instrumentwissenschaftler am Pulverdiffraktometer SPODI, den Ursachen auf den Grund, indem er Neutronenstreuung als Werkzeug nutzte, um zylindrische Lithium-Ionen-Akkus zu analysieren.
Zusammen mit anderen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sucht er nach Antworten auf grundsätzliche Fragen zum Aufbau und Verhalten von Lithium-Ionen-Akkus: Warum reduziert sich die verfügbare Kapazität mit der Zeit? Wie ist das Lithium im Akku verteilt?
Weshalb untersucht man einen Akku mit Neutronen?
Die Abläufe im Inneren einer Lithium-IonenZelle, wie beispielsweise ein sich zersetzender Elektrolyt oder die Verteilung des Lithiums, die während des Auf- und Entladens ablaufen, lassen sich ausserhalb der Zelle aufgrund der hohen Reaktivität der Zellbestandteile gegenüber Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit nur schwer beobachten.
Neutronen sind besonders empfi ndlich gegenüber leichten Elementen – wie beispielsweise Wasserstoff und Lithium. Sie können das Lithium daher auch im Inneren einer Zelle sichtbar machen, was Untersuchungen unter realen Betriebsbedingungen ermöglicht. Neutronen bieten zudem den Vorteil, dass sie zerstörungsfrei messen. So können die Forscherinnen und Forscher Vorgänge in der Batterie von aussen beobachten, ohne in das empfindliche System einzugreifen.
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