Kevlar bewahrt Lithium-Ionen-Akkus vor Bränden

Eine neue Generation von Batterien soll jene Art von Bränden verhindern, wie sie im Jahr 2013 wiederholt in Akkus von Boeing-787-Flugzeugen aufgetreten waren. [...]

Die Innovation besteht im Einbau einer verbesserten Barriere zwischen den Elektroden des Lithium-Ionen-Elements: Aus Kevlar – das auch in kugelsicheren Westen zum Einsatz kommt – werden Nanofasern gewonnen und als Barrierematerial verwendet. Es verhindert das Wachsen von Metallranken, die sonst ungewollt als elektrische Leiter fungieren könnten. Ein weiterer Vorteil: Es ist besonders dünn.

Martin Wilkening, Leiter des Christian-Doppler-Labors für Lithium-Batterien der Technischen Universität Graz, untersucht derzeit in einer Forschungsgruppe die Mobilität von Lithium-Ionen in Festkörpern und betont: „Die Entwicklung und Charakterisierung von neuen hochleitfähigen Festelektrolyten, die gleichzeitig als Separator zwischen den beiden Elektrodenräumen einer Lithium-Ionen-Batterie fungieren, ist weltweit von sehr hohem Interesse.“

Lithium-Ionen-Batterien funktionieren durch die Bewegung von Lithium-Ionen von einer Elektrodenkammer zur anderen. Hier bildet sich ein Kreislauf. Wenn das Material der Membran zu große Poren aufweist, können sich Ionen zu Gebilden in Form eines Farns zusammenzuschließen und mit der Spitze durch die Membran stoßen. Dadurch kommt es zu einem Kurzschluss der Elektroden: Auf diese Weise sind höchstwahrscheinlich auch die Brände in den Akkus der Flugzeuge mit entstanden.

Eine Membran mit kleinen Poren könnte diese sogenannte Dendritenbildung unterdrücken. Die mittlere Porengröße des nun entwickelten Komposites liegt im Nanometerbereich; sie ist klein genug, um ein Durchdringen der Farn-Strukturen zu verhindern. Zusätzlich weist Kevlar eine höhere Hitzebeständigkeit auf, was die Membran insgesamt feuerbeständiger macht.

Das Forscherteam der University of Michigan zeigt sich zufrieden mit der Fähigkeit der Membran, ein Durchdringen der Lithium-Verästelungen zu verhindern. 30 Unternehmen hätten bereits Proben des Materials angefordert.

„Der Ansatz klingt vielversprechend. Die Ionen-Leitfähigkeit der dünnen Membran, die in Kontakt mit einem gewöhnlichen Flüssigelektrolyten steht, und ihre weiteren Eigenschaften gilt es aber weiter zu optimieren, um mit der Leistungsfähigkeit von Batterien, die mit üblichen Vlies-Separatoren ausgestattet sind, konkurrieren zu können“, so Wilkenings abschließendes Fazit. (pte)


Mehr Artikel

Rüdiger Linhart, Vorsitzender der Berufsgruppe IT der Fachgruppe UBIT Wien. (c) WeinwurmFotografie
Interview

IT-Berufe im Fokus: Innovative Lösungen gegen den Fachkräftemangel

Angesichts des anhaltenden IT-Fachkräftemangels ist schnelles Handeln gefordert. Die Fachgruppe IT der UBIT Wien setzt in einer Kampagne genau hier an: Mit einem breiten Ansatz soll das vielfältige Berufsbild attraktiver gemacht und innovative Ausbildungswege aufgezeigt werden. IT WELT.at hat dazu mit Rüdiger Linhart, Vorsitzender der Berufsgruppe IT der Fachgruppe UBIT Wien, ein Interview geführt. […]

News

ISO/IEC 27001 erhöht Informationssicherheit bei 81 Prozent der zertifizierten Unternehmen

Eine Umfrage unter 200 Personen verschiedener Branchen und Unternehmensgrößen in Österreich hat erstmals abgefragt, inwiefern der internationale Standard für Informationssicherheits-Managementsysteme (ISO/IEC 27001) bei der Bewältigung von Security-Problemen in der Praxis unterstützt. Ergebnis: Rund 81 Prozent der zertifizierten Unternehmen gaben an, dass sich durch die ISO/IEC 27001 die Informationssicherheit in ihrem Unternehmen erhöht hat. […]

News

Public Key Infrastructure: Best Practices für einen erfolgreichen Zertifikats-Widerruf

Um die Sicherheit ihrer Public Key Infrastructure (PKI) aufrecht zu erhalten, müssen PKI-Teams, sobald bei einer Zertifizierungsstelle eine Sicherheitslücke entdeckt worden ist, sämtliche betroffenen Zertifikate widerrufen. Ein wichtiger Vorgang, der zwar nicht regelmäßig, aber doch so häufig auftritt, dass es sich lohnt, PKI-Teams einige Best Practices für einen effektiven und effizienten Zertifikatswiderruf an die Hand zu geben. […]

News

UBIT Security-Talk: Cyberkriminalität wächst unaufhaltsam

Jedes Unternehmen, das IT-Systeme nutzt, ist potenziell gefährdet Opfer von Cyberkriminalität zu werden, denn die Bedrohung und die Anzahl der Hackerangriffe in Österreich nimmt stetig zu. Die Experts Group IT-Security der Wirtschaftskammer Salzburg lädt am 11. November 2024 zum „UBIT Security-Talk Cyber Defense“ ein, um Unternehmen in Salzburg zu unterstützen, sich besser gegen diese Bedrohungen zu wappnen. […]

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*