Sakuu: 3D-Druck von Festkörperbatterien schreitet voran

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Die Sakuu Corporation arbeitet an Festkörperbatterien aus dem 3D-Drucker. Jetzt meldet das kalifornische Unternehmen einen Erfolg: Seine Lithium-Metall-Feststoffbatterien erreichten erstmals eine Energiedichte von 800 Wh/L. Dies sei ein bedeutender Schritt auf dem Weg zu vollständig 3D-gedruckten Festkörperbatterien.

Die Lithium-Metall-Feststoffbatterien von Sakuu

Die aktuellen Lithium-Metall-Feststoffbatterien bezeichnet Sakuu als die erste Generation seiner Batteriezellen. Sie stammen noch nicht aus dem 3D-Drucker. Eine Energiedichte von 800 Wh/L zu erreichen ist dennoch ein bedeutender Meilenstein für das Unternehmen. Die Batterie behielt zudem nach 200 Zyklen noch 97 Prozent ihrer Kapazität. Nach 800 Zyklen werden es Sakuu zufolge voraussichtlich noch 80 Prozent sein.

3D-Druck von Feststoffbatterien

Bis 2023 will der Hersteller dann die zweite Generation von Batteriezellen entwickeln, eine 3D-gedruckte Feststoffbatterie mit über 1.200 Wh/L Energiedichte. Das ist weit mehr, als heutige Lithium-Ionen-Akkus leisten. Sakuu-CEO Robert Bagheri sagte, eine sichere, nachhaltige und leistungsstarke Festkörperbatterie, die mit einem völlig neuartigen 3D-Druckverfahren hergestellt wird, könne kritische Probleme in der Lieferkette und bei der Sicherheit lösen. „Wir sind auf dem besten Weg, diese ‚Heiliger Gral‘-Festkörperbatterie bis 2023 zu entwickeln“, sagte Bagheri.

Die Feststoffbatterien von Sakuu sind für den Einsatz im Elektroauto geeignet. Letztes Jahr stellten die Kalifornier ihre AM Platform vor, ein System, das verschiedene 3D-Drucktechnologien kombiniert und somit unterschiedliche Materialien wie Keramiken und Metalle verarbeiten kann.

Damit kann der 3D-Drucker Sakuu zufolge Stromspeicher mit verbesserten Schnittstellen und festeren Keramikschichten produzieren und gleichzeitig monolithisch geschichtete Zellen integrieren, die sich leichter in großem Maßstab herstellen lassen.

Mit einer doppelt so hohen Energiedichte und einem um 30 Prozent geringeren Gewicht als bestehende Lithium-Ionen-Zellen könnten die Batterien der zweiten Generation in Energiespeichern, Mikroreaktoren sowie in elektronischen Anwendungen eingesetzt werden.

Sakuu richtet Pilotanlage ein

Um dies zu demonstrieren, hat Sakuu eine Pilotanlage für den 3D-Batteriedruck eingerichtet. Diese kann bis zu 2,5 MWh Feststoffakkus pro Jahr herstellen und soll in diesem Jahr auf 1 GWh erweitert werden. Im Oktober schloss Sakuu eine neue Finanzierungsrunde ab und erhöhte damit seine Gesamtfinanzierung auf 62 Millionen US-Dollar. Wenn alles nach Plan läuft, will Sakuu seine Akkus im Gigafactory-Maßstab herstellen und weltweit verkaufen.

Auch andere Hersteller entwickeln Batterien aus dem 3D-Drucker

Die Sakuu Corporation ist jedoch nicht das einzige Unternehmen, das bei der Batterieentwicklung auf die additive Fertigung setzt. Obwohl der 3D-Druck von Batterien noch eine junge Technologie ist, gab es im letzten Jahr einige bemerkenswerte Entwicklungen in diesem Bereich.

Das Schweizer Bergbau- und Investmentunternehmen Blackstone Resources kündigte im Juni 2021 an, es erwäge einen Börsengang seiner Tochterfirma Blackstone Technology in den USA. Blackstone Technology entwickelt eine 3D-Drucktechnologie für Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Energiedichte und bereitet nach eigenen Angaben die Serienproduktion vor.

Der britische 3D-Drucker-Hersteller Photocentric hat unterdessen eine eigene Forschungs- und Entwicklungsabteilung für Batterien gegründet. Er will eigene energieeffiziente Stromspeicher mit 3D-gedruckten Elektroden entwickeln. Berichten zufolge hofft das Unternehmen, seine Technologie für die Entwicklung von Brennstoffzellen für eine von Teslas Gigafactorys einsetzen zu können.

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