Hauchdünne Feststoffbatterie mit hoher Leistung entwickelt

Zwei entscheidende Punkte sorgen dafür, dass Festkörperakkumulatoren ganz ohne den sonst typischen flüssigen Elektrolyt im Fokus der Forschung bleiben. Eine solche Batterie kann nicht auslaufen und gilt als deutlicher robuster gegenüber Feuer als normale Lithium-Ionen-Akkus. Zudem liegt die Energiedichte auf dem Niveau der derzeit besten Modelle und könnte weiter steigen.

Wäre da nur nicht das Problem, dass einer der vielversprechendsten Elektrolyte mit seiner sehr hohen Ionen-Leitfähigkeit ein großes Problem hat. Die bemerkenswerte Leitfähigkeit macht ihn höchst reaktiv, sodass sich bei Kontakt mit Luft rasant eine Schutzschicht bildet, ähnlich wie bei Aluminium oder Kupfer.

Dadurch sinkt die Leistungsfähigkeit der Batterie sehr schnell, sodass die Lebensdauer von Feststoffbatterien nicht mit derzeitigen Akkus in E-Autos und erst recht nicht mit den besten Modellen, die weit über 10.000 Aufladungen erreichen, mithalten kann.

Statt immer besseren Schutz gegen diese chemischen Prozesse zu entwickeln, hat die Pohang University in Südkorea einen anderen Weg eingeschlagen. Dem festen Elektrolyt aus Lithium, Lanthan, Zirkonium und Sauerstoff (kurz: LLZO) wurde ein hydrophober Zusatz beigemischt. Der besteht wiederum aus Lithium, Aluminium und Sauerstoff.

Er teilt also eine ganze Reihe Eigenschaften mit dem eigentlichen Elektrolyt, wodurch die herausragenden Werte der Batterie nicht schlechter werden. Gleichzeitig können unnötige Bestandteile des Systems weggelassen werden, weil Luftfeuchte und Wasser dem Akku nichts anhaben können.

Im Resultat ergibt sich eine kaum 10 Mikrometer große Batterie, dünner als ein menschliches Haar. Darüber hinaus zeigt sich die Konstruktion enorm robust gegenüber äußeren Einflüssen und die Energiedichte liegt bei stolzen 500 Wattstunden je Kilogramm.

Man darf gespannt sein, wofür ultradünne Batterien so eingesetzt werden können. Oder es gelingt sogar, die Energiedichte des Systems noch weiter zu steigern. Dann dürfen die Batterien gern dicker ausfallen und mobil genutzt werden.