Europäische Forscher stellen einen Prototyp einer neuartigen Lithium-Metall-Batterie mit festem Elektrolyten und 20 Prozent höherer Energiedichte als heute Lithium-Ionen-Batterien vor. Hinter der Entwicklung steckt das Konsortium „SOLiDIFY“ bestehend aus 14 europäischen Forschungsinstituten und Partnern.
Im belgischen Forschungslabor „EnergyVille“ entwickelten die Partner eine Pouchzelle mit einer Energiedichte von 1070 Wattstunden pro Liter. Lithium-Ionen-Batterien, die dem Stand der Technik entsprechen, würden dagegen auf etwa 800 Wattstunden pro Liter kommen, wie das Konsortium mitteilt.
Das Team verwendete dafür eine „dicke“ Kathode, bestehend aus NMC (Nickel, Mangan, Kobalt) in Kombination mit einer „dünnen“ Lithium-Metall-Anode und einem „dünnen“ Separator aus einem Festelektrolyt. Das Unternehmen Solvionic entwickelte den Festkörperelektrolyten. Dafür entwickelte der Hersteller eigens für den Prototyp ein polymerisiertes Nanokompositmaterial auf Basis einer ionischen Flüssigkeit.
Der Elektrolyt könne die Phase von flüssig zu fest ändern. Das habe große Vorteile für den Herstellungsprozess. Dadurch lassen sich besonders dünne Elektrolytschichten von gerade mal 20 Mikrometer Stärke auf Kathoden von 100 Mikrometern Stärke auftragen. So können sehr kompakte Batteriezellstapel entstehen und entsprechend höhere volumetrische Energiedichten erreicht werden. Empa habe diesen Ansatz bereits zum Patent angemeldet.
Das Besondere an dieser Batterie ist, dass das Forschungskonsortium einen Herstellungsprozess mitentwickelt hat. Dieser lasse sich bei Raumtemperaturdurchführen und könne mit aktuellen Produktionslinien für Lithium-Ionen-Batterien durchgeführt werden, wie das Konsortium mitteilt. Die Kosten für solche Batterien werden von den Entwicklern auf 150 Euro pro Kilowattstunde geschätzt. Die Marktanalysten von BloombergNEF sehen derzeit Preise von 67 Euro pro Kilowattstunde für Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) und 93 Euro für Batterien mit einer NMC-Kathode mit einem hohen Anteil an Nickel.
Der Preis von 150 Euro pro Kilowattstunde verspreche laut Empa dennoch einen erschwinglichen Technologietransfer in der Industrie.
Die Konsortiumspartner teilen mit, dass sie die Ladezeit der Zelle bereits auf drei Stunden reduzieren konnten. Zudem sei die Zelle thermisch stabiler als vergleichbare Lithium-Ionen-Zellen.
Im nächsten Schritt wollen die Forscher an der Skalierung der Technologie arbeiten.
Das «SOLiDIFY»-Konsortium bestand aus den Forschungszentren imec/EnergyVille (Belgien), Fraunhofer (Deutschland), Centro Ricerche Fiat SCPA (Italien) und der Empa, der Universität Hasselt/EnergyVille (Belgien) und der Delft University of Technology (Niederlande), sowie die Industriepartner VDL Groep (Niederlande), Umicore (Belgien), Solith (Italien), SOLVIONIC (Frankreich), Sidrabe (Lettland), Leclanché (Schweiz), Gemmate Technologies (Italien) und Powall (Niederlande). Das Projekt wurde aus Mitteln des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms «Horizon 2020» finanziert und von imec koordiniert.
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Habe ich es nur überlesen oder steht da auch irgendwo, wie hoch die gravimetrische Energiedichte ist? kWh/Kg
Nur Energiedichte von 1070 Wattstunden pro „Liter“ steht da
Von 800 wattstunden pro Liter auf 1070 Wattstunden ist aber ein Zugewinn von 33,75%. Oder liege ich falsch?
Korrekt ✌️
Das war mir auch aufgefallen
Immerhin bedeutet das, ein Akku mit 50 kWh braucht nicht mehr Platz als ein 50- Liter Benzintank.
Was wirklich sehr gut ist.
Jetzt noch brauchbare Laderaten, mehr als 1000 Ladezyklen, geringe Herstellungskosten sowie hohe Sicherheit und schon wird es garantiert ein Erfolg.
Ich hätte besseres erwartet PV Magazin.
Herr Professor Dr Fichtner vom Helmholzzentrum hat das unter anderem im Geladen-Podcast längt lang und breit erklärt wie solche „Sensationszellen“ zustande kommen.
Solche Zellen mit fetten NMC Kathoden, und Lithiummetall Anoden und zudem einem sehr dünnen Elektrolyt und Separator sind nicht Zyklenfest, und auch nicht Rohstoffeffizient. Deswegen ist das auch nicht angegeben wie viele Zyklen die Zelle kann.
So eine Zelle wird es kaum in tragbare Elektronik schaffen, geschweige denn in größere Systeme wie Autos, Züge, LKW.
Lasst Artikel über Batterien doch lieber von Leuten verfassen die sich mit dem Thema wenigstens richtig auseinander setzen, und sei es nur durch weiterverwerten von dem was Spezialjournalisten im Bereich wie Patrick Rosen und Daniel Messling vom Geladen-Podcast mit ihren Gästen vom Fach errurieren.
Diese Nachricht ist keine Nachricht. Irgend nen Labor hat ne Zelle entwickelt, die mal wieder nur im Labor existieren wird. Das passiert jeden Tag.
Eigentlich wäre es sinnvoller günstigere Batterien zu erfinden, aber jeder neue Schritt bringt die Energiewende voran und vergrößert den Markt. Bin gespannt, ob es die Batterie jemals aus den Forschungslaboren schafft.
Diese Zelle wird es niemals aus dem Labor schaffen. Solche Zellen wie hier von geschrieben wird sind nicht zyklenfest. Wie du schon sagst, für den Massenmarktduchbruch in Verkehr und Energiesektor brauchts billige Zellen TWh-weise. Nicht so ne hochpreis Zelle übervoll von kritischen Rohstoffen die beim ankucken schon kaputt geht.
Hätte man so viel Geld, Zeit, Wissen und Willen in die Erforschung von Filteranlagen für die Abgase der Autos oder für saubere Bezinalternativen gesteckt wäre man heute viel weiter als mit den schweren und teueren Akkus die allesamt nicht das gelbe vom Ei sind. Und komme jetzt keiner mit: das ist doch nicht nachhaltig, die Akkus sind genauso wenig nachhaltig oder werden wir immer die dafür benötigten Komponenten aus der Erde fördern können, von der Entsorgung ganz zu schweigen.
Man hat sehr viel Geld, Zeit, Wissen und Willen in die Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren investiert, das Problem ist, dass der maximale Wirkungsgrad am Rad lange erreicht ist. Seit 20 Jahren werden fast ausschließlich die Abgasbehandlungen weiterentwickelt, da die Emissionsgrenzwerte für Feinstäube und NOx immer niedriger werden (zu Recht), siehe Euro III-VI. Der Aufwand zur Abgasnachbehandlung ist bereits heute mit AdBlue und SCR-Katalysator weit fortgeschritten, aber bei einer Verbrennung werden eben immer Schadstoffe freigesetzt und diese am Ende unschädlich zu machen, bedeutet immer größeren Aufwand.