Charakterisierung von Lithium-Ionen-Batterien mit dem Thermo Scientific Phenom XL G2 Desktop-REM

Von Handys und anderen mobilen Geräten bis hin zu Elektroautos. Die Batterien, die für diese Zwecke verwendet werden, sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Die Erforschung und Entwicklung neuer Batterien ist auch wichtig, um die Umweltauswirkungen z. B. von Elektrofahrzeugen mit der Zeit zu verringern.

Lithium-Ionen-Batterien sind hocheffiziente Energiespeicher. Sie sind derzeit in verschiedenen Anwendungsbereichen weit verbreitet, von der Unterhaltungselektronik (Mobiltelefone, Tablets, Laptops) bis hin zum Automobilsektor (Elektrofahrzeuge) usw.

Charakterisierung von Lithium-Ionen-Batterien – Die Herausforderung

In jüngster Zeit kam es zu bemerkenswerten Zwischenfällen mit Lithium-Ionen-Batterien, die in Alltagsprodukten verwendet werden, was dazu führte, dass fehlerhafte Produkte zurückgerufen wurden. So hat beispielsweise die Luftfahrtindustrie neue Sicherheitsvorschriften für die Verwendung von Smartphones erlassen, nachdem sich ein Akku während eines Fluges entzündet hatte. Es gab auch schon Fälle, in denen Batterien von Elektrofahrzeugen Feuer fingen und Brände verursachten, die nur sehr schwer zu löschen waren.

Die aktuellen Technologien haben zur Entwicklung von Lithiumbatterien mit flüssigen Elektrolyten geführt, während Festkörperbatterien die Zukunft der aktuellen Forschung darstellen.

Tatsächlich lösen diese Festkörperbatterien zwei Probleme:

» Sie bieten eine höhere Dichte

» Sie bieten ein sichereres und zuverlässigeres Produkt

Die größte Herausforderung bei der Charakterisierung von Lithium-Ionen-Batterien besteht darin, dass Lithium an der Luft sehr reaktiv ist.

Bei der Forschung und Entwicklung von Festkörperbatterien muss die Probe vor Umwelteinflüssen geschützt werden, um Reaktionen zu verhindern, sowohl bei der Vorbereitung als auch bei der Analyse. Eine Argon-Umgebung verhindert, dass Lithium mit Sauerstoff, Stickstoff und/oder Wasser reagiert, und beugt so potenziellen Gefahren vor.