Wissenschaft tüffelt an neuen Feststoffbatterien für Elektroautos

Anders als Lithium-Ionen-Batterien bieten Festkörperbatterien einige Vorzüge. So können letztere nicht auslaufen oder in Feuer aufgehen. Trotz der Vorteile offerierte die Feststoff-Variante bisher einen maßgeblichen Nachteil: Sie ließ sich nicht schnell aufladen. Daran haben Wissenschaftler aus Jülich nun gefeilt und neue Meilensteile erzielt.

Durchbruch errungen

Wie jüngst bekannt gegeben wurde, ist es Forschern im Labor des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung (IEK-9) gelungen, die Ladezeiten von Festkörperakkus um einiges zu reduzieren. Ein wenig muss die Industrie allerdings auf diesen Durchbruch noch warten. Weitere Tests sind indes in Planung. Für die Massenproduktion ist ein bisher 2021 vorgesehen.

Das mag noch ein wenig dauern, doch die Hoffnung bleibt. Keine Brände mehr, keine flüssigen Bestandteile, die auslaufen, sondern zuverlässige Batterien, die praktischer agieren als herkömmliche Batterien.

Ladezeiten konnten um einiges verkürzt werden

Einziger Wermutstropfen waren bisher die längeren Ladezeiten. So dauerte es in der Regel zwischen zehn und zwölf Stunden, bis die Festkörperbatterie einsatzbereit war. Relativ lang für verschiedene Anwendungen - das fanden auch zahlreiche Forscher und haben an einem neuen Konzept gearbeitet. Mit Erfolg!

Die aktuellen Zellen benötigen deutlich weniger Zeit für eine Aufladung: Nach bereits einer Stunde ist die neue Feststoffbatterie einsatzbereit. Ein gelungener Fortschritt für die Wissenschaft!

Doch was steckt genau hinter dem Fortschritt? Die Antwort: Bessere Materialien. Phosphatverbindungen sind in allen Teilen enthalten, die nicht nur mechanisch, sondern auch chemisch bestens miteinander harmonieren. Laut dem Jülischer Institut sind die Substanzen nicht allzu teuer und relativ einfach zu wenden. Anders als bei der Lithium-Ionen-Version kommt die neue Zellbatterie auch ohne irgendwelche giftigen Elemente aus.

Einsatz für Elektroautos und Smart Home möglich

Einige Tests konnten bisher die Erkenntnis erbringen, dass die neuen Feststoffbatterien durchaus auch nach 500 Auf- und Entladungen stabil sind und hernach "über 84 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität" verfügen, wie Dr. Shicheng Yu mitteilte. Er regte sogar weiter an, dass Verbesserungen in Planung wären, da ein Verlust von unter einem Prozent durchaus machbar wäre.

Auch Prof. Rüdiger-A. Eichel, Institutsleiter, ist überzeugt und gibt an, dass die Energiedichte mit 120 mAh/g sehr hoch angesetzt ist. Neben den Vorteilen für die Elektromobilität dürften auch die Medizintechnik und der Smart-Home-Bereich von den neuartigen Feststoffbatterien profitieren.


Bildquelle: Regine Panknin/FZ Jülich

 

[Janine]

Anders als Lithium-Ionen-Batterien bieten Festkörperbatterien einige Vorzüge. So können letztere nicht auslaufen oder in Feuer aufgehen. Trotz der Vorteile offerierte die Feststoff-Variante bisher einen maßgeblichen Nachteil: Sie ließ sich nicht schnell aufladen. Daran haben Wissenschaftler aus Jülich nun gefeilt und neue Meilensteile erzielt.

Durchbruch errungen

Wie jüngst bekannt gegeben wurde, ist es Forschern im Labor des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung (IEK-9) gelungen, die Ladezeiten von Festkörperakkus um einiges zu reduzieren. Ein wenig muss die Industrie allerdings auf diesen Durchbruch noch warten. Weitere Tests sind indes in Planung. Für die Massenproduktion ist ein bisher 2021 vorgesehen.

Das mag noch ein wenig dauern, doch die Hoffnung bleibt. Keine Brände mehr, keine flüssigen Bestandteile, die auslaufen, sondern zuverlässige Batterien, die praktischer agieren als herkömmliche Batterien.

Ladezeiten konnten um einiges verkürzt werden

Einziger Wermutstropfen waren bisher die längeren Ladezeiten. So dauerte es in der Regel zwischen zehn und zwölf Stunden, bis die Festkörperbatterie einsatzbereit war. Relativ lang für verschiedene Anwendungen - das fanden auch zahlreiche Forscher und haben an einem neuen Konzept gearbeitet. Mit Erfolg!

Die aktuellen Zellen benötigen deutlich weniger Zeit für eine Aufladung: Nach bereits einer Stunde ist die neue Feststoffbatterie einsatzbereit. Ein gelungener Fortschritt für die Wissenschaft!

Doch was steckt genau hinter dem Fortschritt? Die Antwort: Bessere Materialien. Phosphatverbindungen sind in allen Teilen enthalten, die nicht nur mechanisch, sondern auch chemisch bestens miteinander harmonieren. Laut dem Jülischer Institut sind die Substanzen nicht allzu teuer und relativ einfach zu wenden. Anders als bei der Lithium-Ionen-Version kommt die neue Zellbatterie auch ohne irgendwelche giftigen Elemente aus.

Einsatz für Elektroautos und Smart Home möglich

Einige Tests konnten bisher die Erkenntnis erbringen, dass die neuen Feststoffbatterien durchaus auch nach 500 Auf- und Entladungen stabil sind und hernach "über 84 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität" verfügen, wie Dr. Shicheng Yu mitteilte. Er regte sogar weiter an, dass Verbesserungen in Planung wären, da ein Verlust von unter einem Prozent durchaus machbar wäre.

Auch Prof. Rüdiger-A. Eichel, Institutsleiter, ist überzeugt und gibt an, dass die Energiedichte mit 120 mAh/g sehr hoch angesetzt ist. Neben den Vorteilen für die Elektromobilität dürften auch die Medizintechnik und der Smart-Home-Bereich von den neuartigen Feststoffbatterien profitieren.


Bildquelle: Regine Panknin/FZ Jülich

 

[Bernd Schlüter]

Also, unbrennbar kann solch ein Energiespeicher niemals sein. 1kWh/kg ist eine sehr hohe Energiedichte, das brennt,entzündet, lichterloh.Es ist notwendig, darauf hinzuweisen, dass nur die Sicherheit vor der Entzündung beim Festkörper größer sein kann, solange der Feststoff nicht schmilzt oder gar in den gasförmigen Zustand übergeht. Vergleichen lässt sich das mit „Erich Schumms Brennstoff in Tablettenform“ , kurz "Esbit", sozusagen Trockenbenzin.
Dieser, mit einer Energiedichte wie Benzin, lässt sich selbst in der Hosentasche sicherer aufbewahren als flüssiges Benzin.

Jetzt würde mich aber doch interessieren, liebe Regine, ob es sich bei diesem Zukunftstraum um die Lithium-Luftbatterie handelt, bei dem das Kathodenmaterial nicht mehr mitgeschleppt werden muss...Das wäre, bei einer hinreichenden Leistungsdichte für eine relativ langsame Fahrt höchst interessant für uns.

Auf jeden Fall überaus wichtig für unsere Zukunft und ich hoffe, dass die Jülicher auf diesem Gebiet wirtschaftlichere Erfolge als bisher die Karlsruher auf diesem Gebiet.
Manche zukunftsträchtige Entwicklung ist in solchen konzentrierten Forschungsstätten entstanden, aber nicht weniger in dezentraleren Bereichen, fern jeder Werbung und politischer Unterstützung.
Würde mich freuen, wenn es unseren Jülichern nach dem HTR-Desaster gelingt, den schwarzen Braunkohlenhimmel über Jülich zu lichten.
Ehe wir aber nur die Jülicher in den Braunkohlenhimmel heben, sollten wir auch den Erfinder der Lithium-Ionen-Batterie ehren, der in Austin/Texas immer noch forscht.

Erfinder der Lithium-Batterie

Hunderte von Polaroid-Filmkassetten habe ich damals , vor einem halben Jahrhundert, geplündert, um an die von mir heiß begehrten Lithium-Suppentüten zu kommen. Der Name deren Erfinders wird uns leider verschwiegen. Das waren nicht aufladbare, praktisch ewig speicherbare Batterien.