Glas für Batterieelektrode

摘要

ETH-Forscher unter der Leitung von Semih Afyon haben ein Kathodenmaterial gefunden, das die Batterieleistung verdoppeln könnte: ein Vanadat-Borat-Glas. Die Forscher verwendeten eine vanadiumbasierte Verbindung, weil es von Vanadium zahlreiche Oxidationsstufen gibt. Vanadiumpentoxid beispielsweise kann in kristalliner Form drei positiv geladene Lithium-Ionen aufnehmen - dreimal mehr als Lithium-Eisen-Phosphat, das in heutigen Kathoden verwendet wird. Allerdings kann kristallines Vanadiumpentoxid nicht alle der eingelagerten Lithium-Ionen freigeben und es lässt nur wenige stabile Lade-Entlade-Zyklen zu. Denn beim Laden dringen die Lithium-Ionen in das Kristallgitter ein, sodass die Elektrodenpartikel anschwellen, nur um zu schrumpfen, sobald die Ionen die Partikel verlassen. Dies kann dazu führen, dass sich die Struktur des Elektrodenmaterials verändert und Kontakte verloren gehen.