Technologiesprung bei Festkörper-Lithiumbatterien

Ein Forschungsteam des Institute of Metals der Chinesischen Akademie der Wissenschaften meldet einen entscheidenden Fortschritt bei Festkörper-Lithiumbatterien. Sie entwickelten ein neuartiges Polymer, das die beiden Hauptprobleme der Technologie, den hohen Grenzflächenwiderstand und den ineffizienten Ionentransport, löst. Das Polymer ermöglicht eine molekulare Integration an der Elektrolyt-Grenzfläche und sorgt für eine Reduktion des Widerstands. Zudem zeigten Tests, dass die Integration des Materials zu einer Steigerung der Energiedichte um 86 Prozent führte. Dabei ist das Polymer aufgrund seiner hohen Leistung und mechanischen Stabilität interessant für die nächste Generation von Elektroautos und mobilen Endgeräten.

Innovation und Leistung

Das spezielle Polymer kombiniert ionenleitende Ethoxy-Gruppen mit elektrochemisch aktiven Schwefelketten, wodurch eine molekulare Integration an der Elektrolyt-Grenzfläche möglich ist. Somit kann eine deutliche Reduktion des Widerstands und eine Beschleunigung des Ionentransports erzielt werden. In ersten praktischen Tests zeigte sich das Potenzial des innovativen Materials. Demnach führte die Integration des Materials zu einer Steigerung der Energiedichte um 86 Prozent.

Zudem ist das Polymer in der Lage, flexibel zwischen zwei Modi (Transport/Speicher) zu wechseln und dadurch sowohl die Batterieleistung als auch die Kapazität zu verbessern. Darüber hinaus bewiesen flexible Batterien auch ihre extreme mechanische Stabilität über 20.000 Biegezyklen, sogar nahezu ohne Leistungsverluste. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die Technologie über die Laborebene hinaus Anwendung findet. Denn dank ihrer mechanischen Belastbarkeit und hohen Energiedichte eignet sie sich gut für tragbare Geräte.

Vorteile und Perspektiven

Im Gegensatz zu spröden keramischen Elektrolyten bietet das neue ionenleitende Polymer eine einzigartige Kombination aus Flexibilität, hoher Energieeffizienz und einfacher Integration auf molekularer Ebene. Sollten sich diese Ergebnisse in großtechnischen Tests bestätigen, könnte diese Technologie durch die Kombination aus hoher Energiedichte, mechanischer Belastbarkeit und schneller Ionenbewegung die Festkörperbatterie für Elektrofahrzeuge und tragbare Hochleistungsanwendungen marktfähig machen.

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