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Dendriten: Wenn die Zelle zur Tropfsteinhöhle wird

E-Auto-Akkus fangen sehr selten Feuer. In vielen Fällen sind jedoch Dendriten die Ursache.  

Sie sind die größte Gefahr für die Batteriesicherheit im E-Auto: Dendriten. Die wuchernden Ablagerungen können innerhalb der Akku-Zellen für Kurzschlüsse sorgen. Im Extremfall drohen Entflammung oder Explosion.  

Lithium-Ionen-Akkus sind relativ sicher, auch wenn es angesichts ihrer mittlerweile extremen Anzahl im Alltagsleben immer wieder mal zu Problemen kommt. In einigen Fällen davon dürften die sogenannten Dendriten eine Rolle spielen. Diese Tropfstein-artigen Wucherungen an der negativen Elektrode, der Anode, können beim Aufladen des Akkus entstehen. Eigentlich sollten sich die im Elektrolyten schwimmenden Lithium-Teilchen gleichmäßig und diszipliniert in der Graphit-Schicht der Anode anlagern. Bei Zellschäden oder Fehlfunktionen tun sie das nicht. Stattdessen bauen sie an der Oberfläche kleine Türmchen, die mit der Zeit immer weiter wachsen können und irgendwann die Kathode erreichen. Sind beide Elektroden durch solch ein leitfähiges Metall-Ärmchen verbunden, kommt es zu einem Kurzschluss, zu Hitze und im übelsten Fall zu Feuer.  

Weil die Folgen von Dendritenbildung sehr unangenehm sein können, arbeiten Wissenschaft und Industrie daran, die elektrochemischen Prozesse die zum Wachstum führen, besser zu verstehen. Und Lösungen zu entwickeln. Die könnten etwa in einer undurchdringlichen Membran zwischen den Elektroden bestehen, in dem Austausch des Lithiums gegen ein weniger wucherfreudiges Metall oder im Umstieg auf die Feststoffbatterie mit festem Elektrolyten. Auch das Laden mittels Strom-Impulsen an Stelle eines gleichmäßigen Stroms könnte nach aktuellem Stand der Forschung die Dendriten-Bildung verhindern. 

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