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Powerbanks sind für viele Menschen ein unverzichtbares Hilfsmittel, egal ob Sie den tragbaren Akku zum Aufpumpen Ihrer Reifen verwenden oder Ihr Telefon nach einer langen Sitzung mit „Pokémon Go“ aufladen. Das Problem ist, dass die meisten modernen Powerbanks mit Lithium-Ionen-Technologie betrieben werden, die bei unsachgemäßer Handhabung Feuer fangen kann – schauen Sie sich nur den jüngsten Rückruf des Veektomx VT103 an. Die gute Nachricht ist, dass Unternehmen wie SolidSafe und Kuxia mit der Einführung von Solid-State-Powerbanks begonnen haben.
Im Gegensatz zu herkömmlichen wiederaufladbaren Batterien, die zur Übertragung von Elektronen zwischen Elektroden auf flüssige und gelförmige Elektrolyte angewiesen sind, verwenden Festkörperbatterien eine feste Matrix aus Verbundwerkstoffen, daher ihr Name. Zu diesen Materialien können Keramiken, Sulfide und Polymere gehören, die deutlich weniger entflammbar sind als herkömmliche Lithium-Ionen-Elektrolytgele. Darüber hinaus ist es weniger wahrscheinlich, dass sie aufquellen, was bedeutet, dass Festkörperbatterien länger halten, weniger anfällig für Ausfälle sind und, was am wichtigsten ist, sie eine viel sicherere Form von Batterien für den öffentlichen Gebrauch darstellen sollten.
Die Vorteile beschränken sich nicht nur auf Sicherheitsbedenken. Festkörperbatterien laden sich schneller auf als Lithium-Ionen-Alternativen, und da Festkörper-Powerbanks eine höhere Kapazitätsdichte als normale Batterien haben, können Hersteller mit kleineren Geräten eine längere Ladezeit ermöglichen.
Es entstehen immer Kosten
Wenn es um Ladegeschwindigkeit und Sicherheit geht, übertreffen Festkörperbatterien Standard-Lithium-Ionen-Batterien bei weitem. Allerdings sind diese Verbesserungen mit Kosten verbunden. Wer einen externen Solid-State-Akku kaufen möchte, muss deutlich mehr Geld ausgeben als für ein vergleichbares Gerät.
Den SolidSafe gibt es beispielsweise in zwei Varianten: als 5.000-mAh-Modell, das bei Amazon für 59,99 US-Dollar verkauft wird, und als 10.000-mAh-Modell, das ebenfalls bei Amazon für 79,99 US-Dollar verkauft wird. Beide verfügen über kabellose Ladefunktionen. Wenn Sie diese Preise nun mit einem Lithium-Ionen-Gerät einer bekannten Marke vergleichen, werden Sie feststellen, dass Anker über Amazon eine 5.000-mAh-Powerbank für 42,99 US-Dollar verkauft und dass das Unternehmen bei Amazon auch eine 20.000-mAh-Lithium-Ionen-Powerbank für 69,99 US-Dollar anbietet. Zugegeben, dieses Gerät bietet nur kabelgebundenes Laden, aber das ist doppelt so teuer wie das beste Angebot von SolidSafe und kostet 10 US-Dollar weniger.
Um ehrlich zu sein: Ja, diese Solid-State-Powerbanks sind teuer. Aber wenn Sie eines kaufen, kaufen Sie es nicht, denn das Gerät ist günstiger als die Konkurrenz; Sie kaufen eine Festkörperbatterie, weil diese länger hält als die Konkurrenz und weniger anfällig für Feuer ist. Wenn Sie beim Kauf einer Powerbank sparen möchten, werden günstige Lithium-Ionen-Akkus wahrscheinlich nicht so schnell verschwinden.
Sicherheit garantiert keine Zuverlässigkeit
Um die Überlegenheit von Festkörperbatterien zu demonstrieren, öffnete ZDNet eine und stach mit einem Schraubenzieher hinein. Ja, dadurch war das Gerät völlig unbrauchbar, aber der durchstochene Festkörperakku hat im Vergleich zu einem beschädigten Lithium-Ionen-Akku, der Feuer fangen und explodieren kann, nur ein wenig gequalmt. Offensichtlich schaden Festkörperbatterien den Benutzern weniger, aber das bedeutet nicht, dass sie zuverlässig sind. Obwohl Festkörperbatterien nicht explodieren können, neigen einige dazu, kleine Metallrisse, sogenannte Dendriten, zu bilden.
Ursprünglich dachten Ingenieure, diese Dendriten seien das Ergebnis mechanischer Belastung, doch Forscher veröffentlichten kürzlich eine Studie in Nature, die einen ganz anderen Übeltäter identifiziert: hohe elektrische Ströme beim Laden. Es stellt sich heraus, dass ein zu schnelles Drücken von Elektronen durch diese Geräte chemische Reaktionen hervorrufen kann, die Elektrolyte schwächen und die Dendritenproliferation fördern. Ironischerweise sind Lithium-Ionen-Batterien so beliebt geworden, weil ihre Graphitanoden (die Elektrode, durch die Energie in die Batterie gelangt) weniger anfällig für Dendritenwachstum sind. Die Forscher, die die Studie veröffentlicht haben, sagten, ihre Ergebnisse würden Wissenschaftlern dabei helfen, neue Materialien zu finden, die sich besser für das Leben als Festkörperbatterie eignen. Tatsächlich brachte der Hauptautor der Studie, Yet-Ming Chiang, die Idee vor, Materialien zu verwenden, die stärker werden, wenn Risse wachsen und sich ansammeln, aber das ist eine Theorie für eine andere Studie.