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Technology Review

Neue Kunststofffolie soll Akkus bei Überhitzung schützen

Wissenschaftler der Stanford University haben eine neue Folie aus Nickel und Graphen entwickelt. Sie soll bei Überhitzung von Lithium-Ionen-Akkus den Stromfluss stoppen. Der Ansatz soll erstmals reversibel sein.

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Neue Kunststofffolie soll Akkus bei Überhitzung schützen

Die flexible Folie der Stanford-Forscher reagiert in Akkus ab einer bestimmten Temperatur.

(Bild: Zheng Chen / Stanford University)

Auch wenn Brände durch Akkus selten sind, so ist die Sicherheit von Akkus stets Forschungsgegenstand. Wissenschaftler der Stanford University in Kalifornien wollen jetzt einen neuen Weg gefunden haben, um sich entzündende Lithium-Ionen-Akkus zu verhindern. Sie haben eine Kunststofffolie aus Nickel-Nanopartikeln und Graphen entwickelt, die den Akku ab einer bestimmten Temperatur gewissermaßen abschaltet. Anders als bisherige Lösungen soll der Ansatz der Stanford-Forscher reversibel und somit der Akku nach einer Überhitzung wieder nutzbar sein, berichtet Technology Review online.

Die Chemieingenieurin Zhenan Bao hatte laut einem Bericht des Magazins Science zuvor bereits an Kunststoffen geforscht, die sie mit den dornenartigen Nickel-Nanopartikeln kombinierte. Wie das Forscher-Team in Nature Energy mitteilt, umhüllte es nun eine der Elektroden eines gewöhnlichen Lithium-Ionen-Akkus mit einer Folie aus Graphen und Nickelpartikeln, die in Polyethylen eingebettet sind. Das Graphen ist selbst leitend und hat die Aufgabe, die Partikel vor den Chemikalien im Akku zu schützen. Bei Raumtemperatur soll die Leitfähigkeit der flexiblen Folie laut den Wissenschaftlern deutlich höher sein als andere leitende Kunststoff-Komposite.

Bei der Erhitzung über 70 Grad Celsius mittels einer Heißluftpistole dehnte sich das Polyethylen so weit aus, dass es die Nickel-Partikel auseinanderdrückt. "Das bewirkt, dass die Folie nicht mehr leitet und die Elektrizität nicht mehr durch den Akku fließt", erklärt Zheng Chen, Erstautor der Studie. Innerhalb einer Sekunde habe sich die Leitfähigkeit um das 100-milliardenfache verringert und die Abnahme der Bewegungen der Ladungen bewirkt. Sank die Temperatur wieder unter 70 Grad Celsius, nahm die Leitfähigkeit der Folie erneut zu und stellte die Aktivität des Akkus wieder her.

Ob der Abschaltmechnismus durch die integrierte Folie auch bei mechanischer Beschädigung oder Überspannung funktioniert, bleibt offen. Bisher wurde die Folie nur mit normaler Akku-Spannung getestet.

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