Raffiniertes Bauteil

Forscher entwickeln neuen Brandschutz für Akkus

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  (Bild: thinkstockphotos.de)

Seit einem Vierteljahrhundert sind Lithiumionen-Akkus im Einsatz - u.a. in Smartphones, Tablets und Kameras. Doch je kleiner und leistungsfähiger sie sind, desto schwieriger ist es, ihre Sicherheit zu gewährleisten, wie die Brände von Samsungs Flaggschiff Galaxy Note 7 zeigen. US-Forscher haben nun ein Bauteil entwickelt, das solche Vorfälle künftig verhindern soll, indem es bei Überhitzung ein Flammschutzmittel freisetzt.

Überhitzen Lithiumionen-Akkus, dann können sie zu brennen beginnen, und im schlimmsten Fall sogar explodieren. Der Grund dafür sind die brennbaren Elektrolyte, über die der Elektronenaustausch zwischen Kathode und Anode abläuft. In den vergangenen Jahren haben Hersteller zwar versucht, die von ihnen ausgehende Gefahr durch die Beigabe von Flammschutzmitteln zu verringern, "doch das Risiko von Akkubränden existiert noch immer", sagt Kai Lui von der Stanford University.

Er sein Team haben einen laut eigenen Angaben einen neuartigen, raffinierten Batteriebauteil entwickelt, der im Falle einer Überhitzung sofort reagiert, indem er das Flammschutzmittel Triphenylphosphat (TPP) ausschüttet, im Normalbetrieb die Leistung des Akkus aber nicht beeinträchtigt. Es handelt sich um ein Verbundgewebe aus zweischichtigen Mikrofasern, das im Kern TPP enthält, nach Außen schirmt eine Polymerschicht mit niedrigem Schmelzpunkt das Flammschutzmittel vom Elektrolyt ab.

Brandschutz funktioniert in Sekundenbruchteilen
Wenn der Akku zu überhitzen beginnt, verändert sich das Bauteil aber schlagartig: "Wird der Schmelzpunkt des Polymers erreicht, schmelzen die Mikrofasern und das eingekapselte TPP wird freigesetzt", berichten die Forscher im Fachjournal "Science Advances". Im Versuch wurden die Flammen "innerhalb von 0,4 Sekunden komplett gelöscht", so die Wissenschaftler. Sie sind sicher, dass ihre Entwicklung dazu beitragen wird, das leidige Problem der explodierenden Akkus endlich zu lösen.