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Darum entlädt sich dein Handy-Akku bei Nicht-Gebrauch
Forschende haben eine Antwort auf die Frage gefunden, warum sich Akkus auch dann entladen, wenn sie nicht in Betrieb sind.
Smartphones, Laptops, E-Autos: Viele Geräte wären ohne Lithium-Ionen-Akkus nichts. Doch die sind nicht perfekt: Sie verlieren selbst dann Ladung, wenn sie nicht genutzt werden. Erst jetzt haben Forschende den Grund dafür gefunden.
Kanadisch-deutsches Forschungsteam löst Rätsel
Lithium-Ionen-Akkus sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Doch über alle Zweifel erhaben sind sie auch nicht. So können sie in seltenen Fällen in Brand geraten – etwa wegen einer mechanischen Beschädigung oder durch einen fehlerhaften Aufladevorgang. Für Pannendienste stellt das eine neue Herausforderung dar.
Ein weiteres Problem der Akkus kommt dagegen häufig vor: Sie entladen sich auch dann, wenn sie nicht in Gebrauch sind. Dies zwar nur langsam, aber dafür stetig. Bislang war unklar, warum das so ist. Ein kanadisch-deutsches Forschungsteam hat das Rätsel nun gelöst.
PET-Klebeband ist schuld
Die Gruppe fand heraus, "dass diese Selbstentladung durch eine Komponente im Akku ausgelöst wird, auf die vorher niemand geachtet hat und die die Batteriehersteller niemals selbst für den Übeltäter gehalten haben", erklärt einer der beteiligten Forschenden, Tom Bötticher, in einem Instagram-Post.
Schuld an der schwindenden Ladung ist demnach ein Klebeband aus PET, das die aufgerollten Batteriezellen zusammenhält. Sobald der Akku sich ein wenig erwärmt, setzen chemische Reaktionen ein, die den Kunststoff zersetzen. Dabei entstehe das Molekül Dimethyl-Terephthalat (DMT), das "wie ein elektrochemisches Shuttle" wirke, so Hauptautor Sebastian Büchele zu Scinexx.de. Das führe zur Entladung der Batterie.
So kommt es zur Selbstentladung
Akkus und Batterien haben jeweils zwei Pole. Am Minuspol (Kathode) herrscht ständig Elektronen-Überschuss, er ist daher negativ geladen. Der Pluspol (Anode) ist dagegen positiv geladen. Dort herrscht Elektronenmangel. Zwischen den beiden Polen besteht ein Ladungsunterschied, eine Spannung. Werden die beiden Pole des Akkus in einem Verbraucher wie einem Smartphone miteinander verbunden, fließen die Elektronen entlang der technischen Stromrichtung vom Minus- zum Pluspol – der Strom fließt. So läuft es normalerweise. Durch das DMT kommt es auch im ausgeschalteten Modus zu einem Akku- beziehungsweise Batterie-internen Austausch von Elektronen. Dies führt dazu, dass sich die Batterie intern entlädt und ein Gerät seine Ladung verliert, auch wenn es ausgeschaltet ist.
"Wir hoffen, dass Batteriehersteller künftig auf PET in ihren Zellen verzichten", so Bötticher. Das sollte das Problem der Selbstentladung bannen. Ersetzt man das PET-Klebeband durch ein anderes, weniger anfälliges Material, entsteht auch kein entladendes DMT. "Es ist eine kleine Sache, aber es kann definitiv dabei helfen, Akkus besser zu machen", zitiert Scinexx.de Michael Metzger von der Dalhousie University, Seniorautor der im "Journal of The Electrochemical Society" erschienenen Studie. Man stehe bereits mit Herstellern in Kontakt.
