Eingebaute „Feuerlöscher“ in Lithium-Ionen-Akkus

Ach, hätte Samsung diese Technik doch schon früher gehabt: Wissenschaftler an der Uni Stanford haben ein Verfahren vorgestellt, das Akkus mit einem integrierten Feuerlöscher ausrüstet. Bevor brennbare Elektrolyte Feuer fangen können, neutralisiert eine Lösung das erhitzte Gemisch.

Nachrichten von explodierenden Akkus im Samsung Galaxy Note 7 gingen im vergangenen Jahr um die Welt. Samsung bekam das Problem nicht in den Griff, musste alle Geräte zurückrufen und das Note 7 schließlich komplett vom Markt nehmen. Das Problem trifft nicht selten bei Lithium-Ionen-Akkus auf. Das hierin eingesetzte Elektrolyt ist ein flüssiges, brennbares Lösungsmittel. Bei falscher Behandlung kann es sich entzünden.

Hier musste eine Lösung her und nicht wenige Forscher weltweit tüfteln an nicht brennbaren Li-On-Akkus. Eine recht neue Technik, die Forscher an der Universität Stanford entwickelt haben, ist eine Art Feuerlöscher für Akkus. Bei einer Temperatur von 160 Grad Celsius im Akku schmilzt eine Hülle aus Polymeren und entlässt einen Stoff in das Elektrolyt, was dieses in eine nicht-brennbare Flüssigkeit umwandelt. Der Akku kann nun kein Feuer mehr fangen. Durch das Gemisch wird er wahrscheinlich auch unbrauchbar oder zumindest erheblich weniger leistungsfähig, aber zumindest wird ein Brand dadurch verhindert.

Li-On-Akkus werden uns noch eine Weile begleiten, auch in Elektroautos

Man kann hierbei durchaus von einem Feuerlöscher sprechen. Die Substanz, die verwendet wird, um die Brennbarkeit des Elektrolyts zu neutralisieren, heißt Triphenylphosphat (TPP). Die Hülle aus Polymer-Mikrofasern, in die es eingeschlossen ist, ist nach einem Verfahren namens Elektrospinnen hergestellt. Das TPP befindet sich eingeschlossen in röhrenförmigen Polymeren, die sich wiederum gitterartig im Inneren des Akkus befinden.

Es ist denkbar, dass diese Akkus weniger leistungsfähig sind oder größer gebaut werden müssten als andere Akkus und damit nicht bedenkenlos in moderne, sehr schlanke Smartphones eingesetzt werden können. Bisher haben die Forscher ihr Verfahren auch nur an einer Knopfzelle getestet.

Fraglich ist also, ob sich der Einsatz der Technik lohnt, wenn er denn einmal marktreif ist. Immer wieder platzen zwar Meldungen dazwischen, dass einzelne Geräte mit Li-On-Akkus Feuer gefangen haben. Das sind allerdings meist Einzelfälle, die sich nicht selten auf unsachlichen Gebrauch des Endgeräts zurückführen lassen. Ein derart häufig auftretendes und damit offenbar konstruktionsbedingtes Problem wie 2016 in Samsungs Galaxy Note 7 ist bisher eine absolute Ausnahme.

Dennoch: Lithium-Ionen-Akkus werden uns noch eine ganze Weile begleiten und sie kommen auch in großer Bauweise in Elektroautos wie von Tesla vor. Und wenn diese Feuer fangen – wie bereits einmal passiert – sieht es für die Insassen nicht gut aus. Im Rahmen der Sicherheit, lohnt es sich also, über Feuerlöscher in Li-On-Akkus nachzudenken.

Bild: ScienceAdvances/Uni Stanford

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