Wussten Sie, dass...

...Mikroskope das Alter von Akkus verraten?


Maris Saukans hat es geschafft. Bei der Rallye Dakar ging er mit einem Elektroauto an den Start und erreichte nach fast 9 000 Kilometern den Zielort Lima. Welchen Platz er auf der Rangliste einnehmen würde, spielte für den Letten keine Rolle. Die Herausforderung bestand darin, die Strecke mit einem Motor, der über Lithium-Ionen-Batterien mit Strom versorgt wird, zu bewältigen und zu zeigen, wie leistungsfähig diese Akkus sein können. Bisher fanden sie ihre Anwendung vor allem in der Unterhaltungselektronik. Damit sie sich langfristig auf breiter Basis auch als effiziente Energiespeicher für Elektrofahrzeuge durchsetzen, arbeiten Forscher daran, Alterungsprozesse und Verschleißerscheinungen zu minimieren.

Nachgewiesen wird die Leistungsfähigkeit einer Batterie üblicherweise mit physikalischen Messmethoden. An der Hochschule in Aalen geht man einen anderen Weg. Dort setzen Forscher mikroskopische Verfahren ein, um Lithium-Ionen-Batterien aus elektronischen Kleingeräten zu untersuchen. Mit dieser Art der bildlichen Materialanalyse können sie Details über Aufbau und Körnung eines Gefüges erkennen. Veränderungen der Metalloxide, der Separatoren und der Stromableiter verraten ihnen etwas über die Lebensdauer, geben aber auch Hinweise, was letztendlich zum Ausfall des Akkus geführt hat.

Die optischen Mikroskope von ZEISS erlauben es, diese Strukturen bis auf einige 100 Nanometer aufzulösen. Weitere Einzelheiten lassen sich im Elektronenmikroskop sichtbar machen. Die Aalener kombinieren beide Verfahren miteinander. Problem ist, die entsprechenden Probenareale unter dem Elektronenmikroskop wiederzufinden. ZEISS hat deshalb das Verfahren "Shuttle & Find“ entwickelt, das Licht- und Elektronenmikroskopie über eine Soft- und Hardware-Schnittstelle miteinander verbindet und so einen schnellen Wechsel von der Mikro- in die Nanowelt erlaubt.

25. Januar 2012

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