Akkus haben nur eine begrenzte Lebensdauer – diese Binsenweisheit kennt jeder Handy- oder Notebooknutzer. Im Detail ist allerdings noch nicht verstanden, was die wiederaufladbaren Batterien auf Dauer ruiniert und damit die Suche nach langlebigeren Energieversorgern erschwert. Reza Shahbazian-Yassar von der Michigan Technological University und seine Kollegen blickten daher mit einem Transmissionselektronenmikroskop ins Innere von Lithiumakkumulatoren, um auf atomarer Ebene die Veränderungen beobachten zu können. Demnach verändert sich die zuvor relativ "ordentlich" geschichtete Struktur des Elektrodenmaterials – das in diesem Fall aus Zinkantimonid bestand –, sobald sich ein Lithiumion zum Ladungsaustausch hindurchbewegt. "Die Kristalle dehnen sich örtlich aus und ziehen sich an anderer Stelle zusammen, während sich die Lithiumionen ihren Weg bahnen", so Shahbazian-Yassar.

eingefärbte Elektronenmikroskopaufnahme einer Elektrode aus Zinkantimonid
© Anmin Nie, Michigan Technological University
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernGestresstes Elektrodenmaterial

Das belastet das Material allerdings langfristig stark und sorgt für Phasenübergänge, was letztlich die Elektroden zerstört. Prinzipiell betreffe dieser Prozess alle geschichteten Elektroden, weshalb alle entsprechend ausgestatteten Batterien nur eine begrenzte Lebenszeit haben, so der Physiker. Immerhin bietet diese Erkenntnis nun aber einen Ansatzpunkt, um leistungsfähigere Akkus herzustellen.