Forscher der University of California San Diego haben ein ungeordnetes Steinsalz als neues Anodenmaterial verwendet, mit dem sich Lithium-Ionen-Batterien in Minuten sicher aufladen lassen. Diese Batterien „können zwei Lithium-Ionen bei einer durchschnittlichen Spannung von etwa 0,6 Volt gegenüber einer Li/Li-Referenzelektrode reversibel zyklisieren,“ berichtete Electronics Weekly.

Das Salz ist Li3V2O5  ist ein ungeordnetes Steinsalz, das das Potenzial im Vergleich zu Grafit erhöht. Der Einsatz geeigneter Ladesteuerungen verringert die Wahrscheinlichkeit einer Lithium-Metall-Plattierung „und mildert damit ein erhebliches Sicherheitsrisiko (Kurzschlüsse im Zusammenhang mit Li-Dendritenwachstum),“ wurde festgestellt.

Dieses ungeordnete Steinsalz übersteht mehr als 1.000 Lade-Entlade-Zyklen bei vernachlässigbarem Kapazitätsverlust und liefert in 20 Sekunden mehr als 40 % seiner Kapazität.

„Wir führen die niedrige Spannung und die hohe Ratenfähigkeit des ungeordneten Steinsalzes Li3V2O5 auf einen redistributiven Lithium-Interkalationsmechanismus mit niedrigen Energiebarrieren zurück, der durch Ab-initio-Berechnungen aufgezeigt wurde. Diese Interkalationsreaktion mit niedrigem Potenzial und hoher Rate kann genutzt werden, um weitere Metalloxid-Anoden für schnellladende Lithium-Ionen-Batterien mit langer Lebensdauer zu identifizieren,“ sagten die Forscher gegenüber Electronics Weekly.

Die Batterie hält länger als Lithiumtitanat und lädt schneller und sicherer als die Grafit-Alternative, mit mindestens 71 % mehr Energie als Lithiumtitanat.

 „Kapazität und Energie werden etwas geringer sein als bei Grafit, aber sie ist schneller, sicherer und hat eine längere Lebensdauer,“ sagen die Forscher, „sie hat eine viel niedrigere Spannung und damit eine deutlich verbesserte Energiedichte gegenüber den derzeit kommerziell erhältlichen schnellladenden Lithiumtitanat-Anoden. Mit diesem Material können wir also schnellladende, sichere Batterien mit langer Lebensdauer herstellen, ohne zu viel Energiedichte zu opfern.“