Die meisten Festkörper dehnen sich bei steigender Temperatur aus und schrumpfen beim Abkühlen. Einige Materialien verhalten sich jedoch anders und dehnen sich in der Kälte aus. Ein solches Material ist Lithium-Titan-Phosphat, das eine potenzielle Lösung für das Problem der stark abnehmenden Leistung von Lithium-Ionen-Akkus in kalten Umgebungen bieten könnte. Ein chinesisches Forschungsteam hat in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie die Eignung dieses Materials als Elektrodenmaterial für Akkus demonstriert.
Das Kälteproblem bei Lithium-Ionen-Akkus wird unter anderem durch die verlangsamte Diffusion der Lithium-Ionen innerhalb des Elektrodenmaterials verursacht. Das Team von der Donghua University, der Fudan University in Shanghai und der Inner Mongolia University in Hohhot hat hierfür einen innovativen Ansatz entwickelt. Sie schlagen die Verwendung von Elektroden vor, die aus Materialien mit negativer Wärmeausdehnung (negative-thermal-expansion, NTE) bestehen, wie etwa Lithium-Titan-Phosphat (LiTi₂(PO₄)₃, kurz LTP). Die Forschenden um Liming Wu, Chunfu Lin und Renchao Che nutzten LTP als Modellsubstanz, um zu zeigen, dass Elektrodenmaterialien mit NTE-Eigenschaften unter niedrigen Temperaturen eine verbesserte Leistung erzielen können.
Materialien mit negativer Wärmeausdehnung könnten somit ein vielversprechender Ansatz für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien sein, die auch in kalten Umgebungen zuverlässig arbeiten. (oe)
