Forscher in Pennsylvania haben eine Batterie für Elektroautos entwickelt, die in 10 Minuten geladen ist. Ihr Ansatz ist ein selbsterwärmender Akku auf Lithium-Eisenphosphat-Basis. Er ist kobaltfrei, günstig und auch Reichweitenangst soll damit der Vergangenheit angehören.

Die größten Nachteile von Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus fallen weg

„Wir haben eine ziemlich clevere Batterie für Serien-Elektroautos entwickelt, die nicht mehr kosten als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor“, sagte Chao-Yang Wang von der Pennsylvania State University. „Reichweitenangst gibt es damit nicht mehr und die Batterie ist kostengünstig.“ Die Forscher geben die Reichweite mit 250 Meilen an (290 Kilometer).

Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus haben eine niedrigere Energiedichte als moderne Lithium-Ionen-Akkus. Deshalb müssen sie größer ausfallen, um dieselbe Leistung zu erbringen. Und normalerweise haben sie das Problem, dass ihre Leistung vor allem bei niedrigen Temperaturen schnell nachlässt. Wang und seine Kollegen konnten die Batteriezellen in ihrem Akku jedoch besonders platzsparend anordnen, weil Lithium-Eisenphosphat-Akkus weniger Wärme abgeben und im Betrieb sicherer sind.

Chao-Yang Wang und sein Team berichten in Nature Energy über ihren Ansatz. Der Schlüssel zur Langlebigkeit und zum schnellen Laden ist die Fähigkeit der Batterie, sich schnell auf 60 Grad Celsius zu erhitzen. „Weil die Batterie sich so schnell aufladen kann, können wir sie kleiner dimensionieren, ohne dass Reichweitenangst auftritt“, sagte Wang.

Eine Nickelfolie erhitzt die Batteriezellen

Die Technologie zum Selbsterhitzen hat Wang an seinem Institut selbst entwickelt. Der Akku ist mit einer dünnen Nickelfolie zwischen den Zellen ausgestattet, die ihn schnell erwärmt, sobald Strom durchfließt. Die Temperatur steigt dann um ein Grad pro Sekunde an und erreicht auch bei leichtem Frost in einer Minute 60 Grad. Bei dieser Temperatur lässt sich der Akku in zehn Minuten auf 80 Prozent laden.

Günstige Batteriechemie ohne Kobalt

Auch während der Fahrt bleibt die Temperatur konstant bei 60 Grad, was auch starke Beschleunigungsmanöver zulässt. Die Wissenschaftler berichten auch, dass sie dank der selbsterwärmenden Technologie kostengünstige Batteriematerialien verwenden können. Sie können unter anderem auf das kritische Material Kobalt verzichten.

Das bekannte Problem von Lithium-Auswüchsen an der Anode von Lithium-Ionen-Akkus, die Kurzschlüsse verursachen können, tritt bei der Batterie ebenfalls nicht auf. Die gleichbleibende Betriebstemperatur ermöglicht es zudem, die Oberfläche der Graphitelektrode zu verkleinern. Damit wird der Akku langlebiger.

Quellen / Weiterlesen

Inexpensive battery charges rapidly for electric vehicles, reduces range anxiety | ScienceDaily
400 Kilometer in 10 Minuten laden | oekonews.at
Inexpensive battery charges rapidly for electric vehicles, reduces range anxiety | PennState
Neuer Akku: Kleiner, schneller, weiter | energie:bau
Neuer Akku lädt E-Autos in zehn Minuten | n-tv
Bildquelle: © Chao-Yang Wang’s lab, Penn State

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2 KOMMENTARE

  1. Z.B. 15 kWh in 10 Min einladen mit einem kombinierten Wirkungsgrad ab Netz von ~92% liefert mit der Zellenheizung in den 10 Min eine Abwärme von min. 7 kWh im Fahrzeug und eine Netzbelastung von 100 kW.
    In der Summe für 10 solche Fahrzeuge, die nach Feierabend laden wollen, allein an einer Straße schon eine Überlastung der normalen kommunalen Infrastruktur. Können die Journalisten nicht mitrechnen und die mögliche schnelle PKW-Ladung anschaulich als Unsinn für die praktische E-Mobilität beschreiben ? Laden ab
    ca. 22-00 Uhr mit 2,5 kW ab Haushaltssteckdose macht den Akku bis zum Morgen auch voll.

  2. „Die Forscher geben die Reichweite mit 250 Meilen an (290 Kilometer).“
    Also 250 Meilen entsprechen aber 400km!

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