Metallbasierte Elektroden in Lithium-Ionen-Akkus versprechen deutlich höhere Kapazitäten als konventionelle Graphit-Elektroden. Leider degradieren sie aufgrund von mechanischen Beanspruchungen während der Lade- und Entladezyklen. Nun zeigt ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZD), dass ein hochporöser Schaum aus Zinn den mechanischen Stress während der Ladezyklen deutlich besser abfedern kann. Das macht Zinn-Schäume als potenzielles Material für Lithium-Batterien interessant. Moderne Lithium-Ionen-Batterien setzen in der Regel auf eine mehrschichtige Graphit-Elektrode, während die Gegenelektrode oft aus Cobaltoxid besteht. Beim Laden und Entladen wandern Lithium-Ionen in das Graphit ein, ohne signifikante Volumenänderungen des Materials zu verursachen. Die Kapazität von Graphit ist jedoch begrenzt, die Suche nach alternativen Materialien wird dadurch zu einem spannenden Forschungsgebiet. So bieten metallbasierte Elektroden, beispielsweise aus Aluminium oder Zinn, potenziell eine höhere Kapazität. Allerdings neigen sie bei der Lithiumaufnahme zu einer deutlichen Volumenausdehnung, was mit Strukturveränderungen und Materialermüdung verbunden ist. Eine Option, um Metall-Elektroden zu realisieren, die weniger rasch „ermüden“, besteht in der Nanostrukturierung der dünnen Metallfolien. Eine andere Option ist die Anwendung von porösen Metallschäumen. Als Metall ist Zinn besonders attraktiv, denn es besitzt eine fast dreimal höhere Kapazität pro Kilogramm als Graphit und ist darüber hinaus kein seltener Rohstoff, sondern reichlich vorhanden.
