Do, 23. November 2017

Dank Kupfersensor

23.10.2014 09:56

Neue Akkus warnen, bevor sie in Flammen aufgehen

Mit besorgniserregender Regelmäßigkeit melden Nutzer von Smartphones, Tablets oder Laptops Vorfälle mit brennenden und explodierenden Akkus. Derlei Zwischenfälle gehen nicht immer glimpflich aus, die Opfer erleiden oft Verbrennungen oder setzen gar ihre Wohnung in Brand. Forscher der Universität Stanford wollen dem nun einen Riegel vorschieben: mit einem Akku, der über einen integrierten Feueralarm verfügt.

Erst kürzlich erlitt ein US-Amerikaner Verbrennungen, als sein neues iPhone sich in der Hosentasche entzündete (siehe Infobox). Mit dem neuen Warnmechanismus der Stanford-Forscher könnten solche Zwischenfälle künftig seltener werden.

Wie das Forschungsteam rund um den Materialwissenschaftler Yi Cui herausfand, kann ein dünner Kupfersensor im Inneren des Stromlieferanten Fehlfunktionen identifizieren, bevor diese zum Akkubrand führen.

Kupfersensor erkennt Dendrit-Wachstum
Der Kupfersensor wird als zusätzliche Schicht im Akku zwischen Anode und Kathode platziert. Er blockiert nicht den Elektronenfluss, erkennt aber Probleme, die einen Kurzschluss und in weiterer Folge einen Brand verursachen könnten. Konkret erkennt man mithilfe des Kupfersensors das Wachstum sogenannter Dendrite im Akku.

Das sind winzige Lithium-Gewächse, die sich im Akku sammeln können, wenn dieser beispielsweise zu schnell geladen wird oder sich Löcher in der Trennschicht zwischen Anode und Kathode bilden. Werden die Dendrite zu groß, verursachen sie Kurzschlüsse, die in weiterer Folge zum Brand führen können.

Kritische Menge an Dendriten führt zu Alarm
Wird mithilfe des Kupfersensors festgestellt, dass die Dendrite im Akku kritisch werden, kann ein Gerät vor der Gefahr, die von seinem Stromlieferanten ausgeht, warnen. Wie genau das geschehen soll, ist noch nicht endgültig geklärt. Denkbar wäre aber beispielsweise ein akustischer Alarm und die Aufforderung, das Gerät unverzüglich auszuschalten und den Akku tauschen zu lassen.

Der Alarm sollte rechtzeitig kommen, um den Benutzer eines Geräts vor gröberen Verletzungen zu bewahren. Wie gefährlich Akkubrände bei mobilen Geräten wirklich sind, lässt ein Blick in die Infobox erahnen: Vorfälle mit brennenden Stromlieferanten haben sich in den vergangenen Jahren gehäuft, weil die Menschen immer mehr Mobilgeräte nutzen und diese stets das geringe Risiko eines Akkubrandes bergen.

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