Eine neuartigen Alternative stellten die Forscher vom Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, USA) und Lynden A. von der Cornell University (Ithaca, USA) Archer jetzt vor: Mithilfe einer einfachen stromlosen Ionenaustausch-Chemie erzeugen sie Indium-Beschichtungen auf Lithium. Eintauchen in die Lösung eines speziellen Indium-Salzes genügt. Ein Teil des Indiums scheidet sich dann als Metall an der Oberfläche der Lithium-Elektrode ab und die Konzentration der Lithium-Ionen im Elektrolyten steigt entsprechend an.
Die Indiumschicht ist gleichmäßig und im Betrieb selbstheilend, wenn geringe Mengen des Indiumsalzes dem Elektrolyten beigegeben werden. Während der Lade-Entlade-Zyklen bleibt sie intakt, ihre chemische Zusammensetzung bleibt unverändert und Nebenreaktionen werden vermieden. Auch Dendriten tauchen nicht mehr auf, die Oberfläche bleibt glatt und kompakt.
Anhand von Modellrechnungen konnten die Forscher zeigen, warum ihre Methode so erfolgreich funktioniert: Lithiumionen sind nur sehr locker an die Indiumbeschichtung gebunden. Sie bilden eine Legierung mit dem Indium, dadurch können sie sich sehr rasch entlang der Schicht bewegen, bevor sie diese durchqueren und sich auf der darunterliegenden Lithiumelektrode abscheiden. In kompletten Zellen mit kommerziellen Kathoden arbeiteten die neuartigen Indium-Lithium-Hybridelektroden über mehr als 250 Zyklen stabil bei einem etwa 90prozentigem Erhalt der Kapazität.

21.9.2017 | Quelle: IDW | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH