Warum Kurzschlüsse in Festkörperbatterien durch Lithium-Dendriten entstehen
Forscher des Max-Planck-Instituts für Nachhaltige Materialien haben herausgefunden, wie Lithium-Dendriten Brüche Festkörperbatterien auslösen, eine Entdeckung, die helfen könnte, eines der größten Hindernisse für die
Kurzfassung
Warum das wichtig ist
- Forscher des Max-Planck-Instituts für Nachhaltige Materialien haben herausgefunden, wie Lithium-Dendriten Brüche Festkörperbatterien auslösen, eine Entdeckung, die helfen könnte, eines der größten Hindernisse für die
- Festkörperbatterien gelten weithin als zukünftiger Ersatz für heutige Lithium-Ionen-Zellen, da sie potenziell mehr Energie speichern, länger halten und die Sicherheit verbessern können.
- Sie ersetzen den brennbaren flüssigen Elektrolyten, der in herkömmlichen Batterien verwendet wird, durch einen festen Keramik-Elektrolyten.
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Kernpunkt
Forscher des Max-Planck-Instituts für Nachhaltige Materialien haben herausgefunden, wie Lithium-Dendriten Brüche Festkörperbatterien auslösen, eine Entdeckung, die helfen könnte, eines der größten Hindernisse...
Warum relevant
Während des Ladevorgangs können winzige Lithiumstrukturen, sogenannte Dendriten, vom Elektrodenmaterial wachsen, den festen Elektrolyten durchdringen und interne Kurzschlüsse verursachen.
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Ein großes Problem hat jedoch die Kommerzialisierung verlangsamt. Während des Ladevorgangs können winzige Lithiumstrukturen, sogenannte Dendriten, vom Elektrodenmaterial wachsen, den festen Elektrolyten durchdringen und interne Kurzschlüsse verursachen.
Die neue Studie erklärt, wie dies geschieht. Anstatt dass Elektronen vor der Dendritenspitze austreten, fanden die Forscher heraus, dass sich innere Spannung im Lithiummetall aufbaut, bis es die steife Keramikbarriere durchbricht.
„Obwohl die Elektroden und die entstehenden Dendriten aus Lithiummetall bestehen, das weich wie ein Gummibär ist, können die Dendriten die Keramikelektrolyt durchdringen und einen Kurzschluss verursachen“, sagte Dr. Yuwei Zhang, Erstautor der Studie und Leiter der Gruppe „Chemo-Mechanics of Battery Materials“ am MPI-SusMat.
Technik, Energie und Einsatz
Um den Versagensprozess zu untersuchen, bereiteten und analysierten das Team Batterienmuster unter Vakuum und kryogenen Temperaturen. Dies half, Störungen durch Sauerstoff, Feuchtigkeit oder Mikroskopstrahl-Effekte zu eliminieren, die die Ergebnisse verändern könnten.
Quellenprofil
Quelle und redaktionelle Angaben
- Quelle
- Interesting Engineering
- Canonical
- https://interestingengineering.com/energy/solid-state-batteries-short-circuit-lithium-study
- Quell-URL
- https://interestingengineering.com/energy/solid-state-batteries-short-circuit-lithium-study
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