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Batterien von Elektroautos brauchen bei Kälte deutlich länger, bis sie aufgeladen sind. Damit könnte bald Schluss ein. Forscher der Universität von Pennsylvania haben eine neue Lithium-Ionen-Batterie entwickelt, die sich selbst erwärmt. Sie lässt sich unabhängig von der Außentemperatur innerhalb kurzer Zeit laden. Außerdem ist sie deutlich langlebiger.
Schnellladen immer unter besten Bedingungen
Das Forscherteam hatte zuvor an einer Batterie gearbeitet, die sich selbst aufheizt und so auch bei niedrigen Außentemperaturen nicht an Leistung verliert. Dasselbe Prinzip machten sich die Forscher nun auch bei ihrer neuen Batterie zunutze. Diese erwärmt sich über dünne Folien aus Nickel, die am Minuspol angebracht werden. Sie werden über Elektroden erhitzt, sobald die Temperatur der Batterie sinkt. So wird die Batterie stets unter bestmöglichen chemischen Bedingungen geladen, und das funktioniert bis minus 7 Grad. Dass die Batterie das Erwärmen selbst steuert und auch den Ladevorgang selbst aktiviert hat den Vorteil, dass bestehende Ladestationen nicht angepasst werden müssen.
Weniger Kapazitätsverlust im Test
Ein weiterer Vorteil des neuen Akkus ist, dass er im Laufe seines Lebens deutlich langsamer an Kapazität einbüßt. Wenn Batterien bei Temperaturen unter 10 Grad schnell geladen werden, bauen sie stärker ab. In Tests bei null Grad überstand der Prototyp 4.500 Ladezyklen à 15 Minuten mit nur 20 Prozent Kapazitätsverlust. Im Elektroauto entspricht dies 450.000 Kilometern und 12,5 Jahren Nutzungsdauer – mehr, als die meisten Herstellergarantien vorsehen. Eine unter denselben kalten Bedingungen getestete konventionelle Batterie zeigte dagegen schon nach 50 Ladezyklen denselben Verlust an Kapazität.
Gut für kühlere Klimazonen
Damit werden Besitzer von Elektroautos unabhängiger vom Klima. In den USA verkaufen sich Elektroautos in Kalifornien besonders gut, weil das dortige warme Wetter günstig ist. An der Ostküste der USA oder in Kanada hingegen sind die niedrigeren Temperaturen ein Problem, das die neue Batterie lösen könnte. Die Technologie werde es Autoherstellern erlauben, kleinere Batterien zu verbauen, die leichter und auch sicherer sind, so die Forscher. Die Ergebnisse der Studie erschienen in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
Quellen / Weiterlesen:
Self-heating, fast-charging battery makes electric vehicles climate-immune | Penn State
Fast charging of lithium-ion batteries at all temperatures | PNAS
Self-heating, fast-charging battery makes electric vehicles climate-immune | Tech Xplore
Neue Elektroauto-Batterie wärmt sich bei kaltem Wetter selbst | ecomento.de
Neuer E-Auto-Akku lädt optimal bei jeder Temperatur- integrierte Heizung sorgt für schnelle Weiterfahrt binnen 15 Minuten | Elektroautor.com
Akku für E-Autos lädt optimal bei jeder Temperatur | Sonnenseite
Bildquelle: Chao-Yang Wang / Penn State