Erfolg bei der Entwicklung von Lithium-Festkörperbatterien

Die Entwicklung von Lithium-Festkörperbatterien ist seit geraumer Zeit im Aufschwung. Nun ist Wissenschaftler an der kanadischen McGill University in Montreal ein weiterer Durchbruch gelungen, der die Batterietechnologie für E-Autos optimiert. Die Forscher konnten den Grenzflächenwiderstand zwischen dem Festelektrolyten und den Elektroden beseitigen, wodurch die Batterieleistung steigt.

Durch Beseitigung des Widerstands steigt Batterieleistung

Bei der Entwicklung von Lithium-Festkörperbatterien war bisher das größte Problem, der Widerstand, der sich zwischen dem keramischen Elektrolyten und den Elektroden bildet. Aufgrund des Widerstands verringert sich die Batterieleistung und begrenzt die Energiemenge, welche die Batterie liefern kann. Dies beeinträchtigt die Batterieeffizienz ungemein. Doch nun fanden die Wissenschaftler der McGill University in Montreal, unter Leitung von Professor George Demopoulos vom Fachbereich Werkstofftechnik, die Lösung. Die Forschungsgruppe entdeckte, dass eine poröse Keramikmembran, welche man mit einer kleineren Menge Polymer füllt, den freien Transfer von Lithium-Ionen in der Batterie möglich macht. Somit beseitigte man den Grenzflächenwiderstand zwischen dem Festelektrolyten und den Elektroden, was wiederum die Leistung der Batterie verbesserte. Professor George Demopoulos betont:

„Dies verbessert nicht nur die Leistung der Batterie, sondern schafft auch eine stabile Schnittstelle für den Hochspannungsbetrieb, was eines der wichtigsten Ziele der Industrie ist.“

Festkörperbatterien bieten mehr Sicherheit als Lithium-Ionen-Batterien

Aktuell basieren Lithium-Ionen-Batterien in Elektroautos auf flüssigen Elektrolyten. Diese stellen wegen ihrer Entflammbarkeit ein erhöhtes Sicherheitsrisiko dar. Darüber hinaus nimmt die Leistung der Batterie im Laufe der Zeit ab, wodurch sich die Reichweite reduziert. Jedoch habe Festkörperbatterien dieses Problem nicht und gelten daher als Lichtblick in der Branche. Laut Forschungsergebnissen haben Lithium-Festkörperbatterien das Potenzial, die Energiedichte der Batterien zu steigern, sodass Elektrofahrzeuge mit nur einer Ladung viel längere Strecken zurücklegen können. Aber vor allem in puncto Sicherheit sind sie den Lithium-Ionen-Batterien weit voraus und können dadurch die Elektromobilität vorantreiben. Zudem senken sie die Treibhausgasemissionen und sorgen für mehr Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Senhao Wang, Doktorand am Fachbereich Materialtechnik der McGill University und Autor der Studie, sagt:

„Diese Entdeckung bringt uns der Entwicklung der nächsten Generation sicherer und effizienter Batterien für Elektrofahrzeuge näher.“

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