Ein neues Beschichtungsverfahren soll die Kapazität von Akkus so erhöhen, dass Elektroautos mit über 2.000 Kilometer Reichweite möglich sind. Die Beschichtungen, die so dünn sind wie ein Atom, sparen Material und verkürzen auch die Ladezeit.

Gemeinschaftsprojekt von Fraunhofer und TNO

Das neue Verfahren haben die Fraunhofer-Institute gemeinsam mit der niederländischen Forschungsorganisation TNO entwickelt. Die Technologie nennt sich SALD, was für „Spatial Atom Layer Deposition“ steht. Das ist gleichzeitig auch der Name des neu gegründeten Start-ups SALD BV mit Sitz in Eindhoven, das die Technologie vermarkten soll.

Das patentierte Verfahren ist eine Weiterentwicklung der heutigen Lithium-Ionen-Technologie, die Elektroautos auch im besten Fall maximal 600 Kilometer Reichweite ermöglicht. Für mehr sind die Akkus nach wie vor zu schwer. Die Lösung liegt also darin, die Kapazität der Akkus zu erhöhen.

Hohe Reichweite und kurze Ladezeit dank Nanobeschichtungen

Bei SALD-Akkus entsteht durch Nanobeschichtungen eine sogenannte „Artificial Solid-Elektrolyte Interphase“ (A-SEI), die deutlich leistungsfähiger sein soll als bisherige SEI. Das steigert die Lebensdauer, Sicherheit und die Kapazität der neuen Akkus. Ein Elektroauto mit einer kleineren Batterie kommt damit über 1.000 Kilometer weit. Künftig sollen mit größeren Akkus sogar über 2.000 Kilometer möglich sein, sagte SALD-CEO Frank Verhage.

Er betont: „Es geht nicht darum, einen theoretischen Reichweitenrekord aufzustellen. Sondern wir reden selbst im ungünstigsten Fall davon, dass der Akku in einem E-Auto bei sportlich-dynamischer Fahrweise und Klimaanlage oder Heizung nach 1.000 Kilometern noch mindestens 20 bis 30 Prozent Restladung besitzt.“

SALD-Akkus sollen sich auch fünfmal schneller laden lassen als das heute möglich ist. Das heißt, dass Elektroautos in zehn Minuten wieder auf 80 Prozent und in 20 Minuten vollgeladen werden könnten. Auch Smartphones könnten mit SALD-Akkus deutlich länger laufen. SALD-Chef Verhage spricht von einer Woche ohne Laden, bei Smartwatches von einem Monat.

SALD funktioniert mit allen Kathodenmaterialien

Die Technologie soll sowohl mit heutigen flüssigen Elektrolyten als auch mit künftigen Feststoffbatterien funktionieren. Sie ist den Angaben nach auch für alle Kathoden­materialien geeignet, die derzeit verwendet oder erprobt werden. SALD teilte mit, die Technologie „arbeite beispielsweise mit den neuen Lithium-Eisenphosphat-Batterien zusammen, die Tesla für sein jüngstes günstiges Model 3 in China angekündigt hat.“

Der Schlüssel liegt darin, dass Kathodenmaterialien durch die ultradünnen Beschichtungen viel effizienter genutzt werden, denn die elektro-chemischen Prozesse in den Akkus laufen ohnehin nur an der Oberfläche ab. Aktuelle Verfahren zur Akkuherstellung ermöglichen jedoch bisher keine dünneren Beschichtungen. Der SALD-Akku kommt also auch mit weniger Kobalt, Nickel oder Mangan aus. Das Verfahren ist nicht vollkommen neu, sondern eine Weiterentwicklung der Atomlagenabscheidung (ALD), die bei Computerchips zum Einsatz kommt. Das SALD-Verfahren soll allerdings in der Herstellung deutlich schneller sein.

Elektroautos mit SALD-Akkus ab 2022?

Nach eigener Darstellung hat SALD alle Patente zusammen und Fertigungsmaschinen für Kleinserien im Betrieb. Das Unternehmen führt nach eigenen Angaben bereits Gespräche mit Autoherstellern und Batterieherstellern und geht davon aus, dass die neuen Akkus ab 2022 oder 2023 verbaut werden könnten.

Quellen / Weiterlesen

Spatial Atomic Layer Deposition, the future of technology for today’s major growth markets | SALD
2.000 Kilometer – SALD-Akkus erhöhen Reichweite von E-Autos deutlich | Forschung und Wissen
Fraunhofer-Super-Akku bringt E-Autos 1.000 bis 2.000 Kilometer Reichweite | t3n
Deutsch-niederländisches Forscherteam arbeitet an neuem Akku-Verfahren | electrive.net
Bildquelle: Pixabay

4 KOMMENTARE

  1. Hallo Dr. Klaus Decken!
    Bitte achten Sie zukünftig auf wissenschaftliche Korrektheit in Ihren Artikeln. Elektro-Autos haben keine Batterie, sondern Akkumulatoren (Akku) . Also wieder aufladbare Energiespeicher. Batterien sind i.d.R. nicht wieder aufladbar. Leider gibt es die Unterscheidung Batterie und Akku nur in der deutschen Sprache, im Englischen wird dies nicht unterschieden.
    mfG. Dr. – Ing G. Schmidt

  2. Hallo Herr Dr. Klaus Decken.

    Auch ohne diesen sehr wichtigen Hinweis für die korrekte Bezeichnung des Primärenergiespeichers, konnte man ihren Artikel gut verstehen, ohne das da jetzt eine große Bildungslücke klafft oder das ich mir jetzt nicht sicher bin:
    „Fuck, wie meint er denn das jetzt? Gibt es denn auch Autos mit nicht wiederaufladbaren „Batterien“ ? Fährt man die komplett leer und dann schmeißt man die Karre weg oder wie?“

    Nein alles verständlich formuliert.
    Kann man ja jetzt nur hoffe das, dass neue Patent auch wirklich schnell umzusetzen geht und es denn endlich zu dem gewünschten und dringend gebrauchten Durchbruch in der Elektromobiliät kommt. Wahnsinn min 1000km Reichweite in kurzer Ladedauer. Das wäre dann auch für die Ladeinfrastruktur eine echte Entlastung.

    Mit freundlichen Grüßen

    Denis Wöhlert

    Ohne Dr., ein Popliger Betriebselektriker

    *Und das in allen Sprachen*

  3. @Gunter Schmidt:

    „Batterie“ ist der Oberbegriff für Energiespeicher. Dann wird unterschieden zwischen Primärbatterien (nicht wieder aufladbar) und Sekundärbatterien (wieder aufladbar). Erstere nennt man auch(!) einfach Batterien, letztere Akkumulatoren.

    In dem Sinne ist der im Artikel verwendete Oberbegriff „Batterie“ vollkommen korrekt im wissenschaftlichen Sinne. Gleichzeitig ist es auch der einzig richtige Begriff bezogen auf den Leser, denn die Traktionsbatterie bei der E-Mobilität wird durchgängig in allen Medien und im Sprachgebrauch als „Batterie“ bezeichnet. Der Begriff Akkumulator würde den Leser nur verwirren. Und wie richtigerweise von Denis Wöhlert bereits angemerkt, geht aus dem Kontext des Artikels klar hervor, dass die „Batterie“ wieder aufladbar ist.

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