Keine Seltenen Erden, überlegene Energiedichte: Li-S-Akku heilt sich selbst

Vielversprechend schien die Entwicklung von Lithium-Schwefel-Akkumulatoren seit Beginn der Sechziger Jahre. Die beiden Elemente Schwefel und Lithium kommen vergleichsweise häufig vor. Dadurch sind sie preiswert, wenn auch nach aktuellem Stand nicht unbedingt umweltschonend abzubauen.

Zudem liegt die Energiedichte wesentlich höher als bei den derzeit verbreiteten Akkus. Ein Lithium-Ionen-Akku kann nach aktuellem Stand bis zu 700 Wattstunden je Kilogramm speichern kann, was einem großen E-Bike-Akku entspricht.

Bei Lithium-Schwefel sind es theoretisch bis zu 2.500 Wattstunden, mehr als das Dreifache. Nimmt man Gehäuse, Elektronik und andere Bauteile hinzu, ist immer noch locker das halbe Gewicht denkbar im Vergleich zu den heute genutzten Akkus - bei gleicher Leistung.

Alles super, wäre da nicht die miserable Haltbarkeit. Nach ein paar Aufladungen sinken Leistung und Kapazität. Trotz vieler Berichte in der Vergangenheit zu drei- bis vierstelligen Ladezyklen fehlte es bisher an der praktischen Nutzbarkeit der auf dem Papier überlegenen Technik.

Vorsichtig optimistisch klingt dazu eine aktuelle Studie, die bei Raumtemperatur unter realistischen Bedingungen nach immerhin 400 Aufladungen noch eine Restkapazität von 87 Prozent demonstrieren konnte.

Zwar wurde ein weiteres Element zu Lithium und Schwefel ergänzt und in die Kathode mit Schwefel integriert. Anders als bei früheren Versuchen handelt es sich aber nicht um irgendein seltenes oder schwer zu handhabendes Element, sondern um Iod.

Dieses ergänzt das Gitter aus Schwefelatomen. Außerdem liegt die Schmelztemperatur des Ganzen bei gerade einmal 65 °C. Dieser Umstand erlaubt ein regelmäßiges Schmelzen des Kathodenmaterials, um Defekte zu reparieren und die bereits jetzt recht praktikable Lebensdauer der Lithium-Schwefel-Batterie zu erreichen.

Sofern sich diese Meldung nicht in die vergangenen und wieder vergessenen Erfolgsmeldungen einreiht, könnte die Festkörper-Lithium-Schwefel-Batterie (solid-state Li-S batterie - SSLSB) tatsächlich Realität werden. Bestehend aus gut verfügbaren, preiswerten Elementen und mit enorm hoher Energiedichte.