Im Zuge der Nachhaltigkeit werden sich Elektroautos nach und nach durchsetzen. Neben einigen Vorteilen haben sie aber immer noch mit Nachteilen gegenüber Verbrennern zu kämpfen. Einer davon sind die Akkus, mit denen sie betrieben werden. Denn deren ohnehin schon nicht allzu großen Kapazitäten schwinden auch dann noch, wenn das Fahrzeug geparkt ist.
Akku bei Elektroautos: Redox-Shuttle-Moleküle Schuld an Entladung
Eines der großen Nachteile bei Elektroautos ist ihre im direkten Vergleich geringere Reichweite. Das hat natürlich in erster Linie etwas mit den verbauten Batterien zu tun. Diese verlieren leider auch an Ladung, wenn das Auto in der Garage steht. Das kann bei mobilen Geräten jedweder Art passieren, also auch bei Handys. Nun ist ein Forschungsteam aus Kanada diesem unerfreulichen Phänomen bei Lithium-Ionen-Batterien auf die Spur gegangen.
Dabei fand man heraus, dass sogenannte Redox-Shuttle-Moleküle bei großer Hitze entstehen können. Diese transportieren Elektronen von der Kathode zur Anode durch die Elektrolyt-Flüssigkeit. Und genau diese Elektronen fehlen dann später bei der konkreten Nutzung.
Auch gut zu wissen: Der Akku ist eines der wichtigsten Bestandteile bei E-Fahrzeugen. Deshalb haben wir dir wichtige Informationen zur Elektroauto-Batterie in Bezug auf ihre Lebensdauer und Garantie zusammengestellt.
Ein Klebeband ist der wahre Übeltäter
Im Detail spielt bei diesem Vorgang auch Dimethyl-Terephthalat (DMT) eine Rolle. Dies ist ein Grundstoff zur Herstellung von Polyethylenterephthalat (PET) und wurde bei der Studie auch in der Elektrolyt-Flüssigkeit nachgewiesen. Dieser Stoff soll im Zusammenhang mit der Verfärbung von sonst farblosen Elektrolyten stehen, sobald sich der Akku erwärmt. Zugleich soll es einen aktiven Redox-Prozess geben. So sollen dann die Redox-Shuttle-Moleküle entstehen.
Die automatische Entladung wird also unter anderem durch einen Kunststoffbestandteil hervorgerufen, der sich der Studie nach von einem Klebeband gelöst hat. Dieses ist eigentlich dazu da, Elektrodenschichten zusammenzuhalten.
Die Forschenden schlussfolgerten daraus, dass es bei Hitze zu einer chemischen Reaktion kommen muss, die den Kunststoff zerstört und wodurch DMT aus dem PET in die Elektrolyt-Flüssigkeit gelangt, das wiederum Elektronen leitet. Dadurch entlädt sich der Akku.
So könnte das Problem reduziert werden
Eine zunächst simpel klingende Lösung könnte sein, das oftmals verwendete PET-Klebeband durch ein neues ohne DMT-Anteil zu ersetzen. Alternativ dazu könnten die einzelnen Komponenten verschweißt werden oder man nutzt höherwertigere Materialien. Das Expertenteam soll bereits in Kontakt mit verschiedenen Akkuproduzenten stehen.
Die selbstständige Entladung der Akkus bei Elektroautos kann nicht nur nervig, sondern auch langfristig kostspielig sein. Schließlich sinkt dadurch die Reichweite und man muss öfter aufladen. Wie Merkur.de berichtet, soll der monatliche Energieverlust zwischen drei und fünf Prozent betragen.
Der Lösungsansatz aus der Wissenschaft kann dies verringern, aber noch nicht vollständig beseitigen. Schließlich gibt es unter anderem eine Überwachungselektronik in Fahrzeugen, die schließlich auch Energie braucht. Zudem gibt es das Balancing im Akku: Dabei werden unterschiedlich geladene Batteriezellen angeglichen. Meist wird dazu eine vollere Zelle auf das Niveau einer schwächeren entladen.
Quellen: „Identification of Redox Shuttle Generated in LFP/Graphite and NMC811/Graphite Cells
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