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Dendriten und Whisker sind winzige, starre baumartige Strukturen, die im Inneren einer Lithium-Ionen Batterie wachsen können; ihre nadelartigen Fortsätze werden Whisker genannt (siehe Abbildung).
Beide Lithium-Metallstrukturen verursachen enormen Schaden in der Batterie; insbesondere können sie einen Batterie-Separator der Anode und Kathode elektrisch isoliert durchstechen – ähnlich wie Wurzeln eines Baumes eine Teerstrasse durchstossen kann.
Ausserdem verstärken die Dendrite unerwünschte chemische Reaktionen zwischen dem Elektrolyten und dem Lithiummetall, was die Alterung der Batterie beschleunigt oder zum Ausfall führt durch einen elektrischen Kurzschluss.
Die Bildung und das Anwachsen von Dendriten und Whisker’s während wiederholenden Lade- und Entladezyklen von Lithium-Metall-Batterien
(Anode ist reines Lithium-Metall) behindert bis heute den weitverbreiteten Einsatz von sekundären, wiederaufladbaren Lithium-Metall-Batterien, die eine höhere Energiedichte haben als die gängigen Lithium-Ionen-Batterien.
In primären Lithium-Metall-Batterien spielt die Dendritenbildung keine Rolle, da nur einmal entladen wird.
Feng Wu et al., Perspectives for restraining harsh lithium dendrite growth: Towards robust lithium metal anodes, Energy Storage Materials, Volume 15, November 2018, Pages 148-170.
Qitao Shi et al. Recent developments in current collectors for lithium metal anodes, Mater. Chem. Front., 2023,7, 1298-1311
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