Forscher melden Durchbruch bei Festkörper-Batterie

Festkörperbatterien sind ein großer Hoffnungsträger der Automobilindustrie auf dem Weg zu einer wirklich praxistauglichen E-Mobilität. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Insgesamt sind sie sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.

Ein großer Nachteil der Festkörperbatterie ist aber bislang die geringe Stromstärke, mit der sie be- oder entladen werden kann. Sie führt dazu, dass die Batterien etwa 10 bis 12 Stunden benötigen, um wieder voll geladen zu sein.

Hier haben Jülicher Wissenschaftler einen neuen Weg gefunden, der zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als bislang bekannt. Der neue Zelltyp braucht nun weniger als eine Stunde, bis er wieder aufgeladen ist.

Die Verbesserung erzielten die Forscher nach eigenen Angaben durch eine „clevere" Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

"Mit den bisher beschriebenen Konzepten waren nur sehr geringe Lade-und Entladeströme möglich, die sich auf Probleme an den internen Festkörper-Grenzflächen zurückführen lassen. Hier setzt unser Konzept an, das auf einer günstigen Kombination der Materialien beruht und das wir auch schon patentiert haben", erklärt Hermann Tempel, Arbeitsgruppenleiter am Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung.

"In ersten Tests erwies sich die neue Batteriezelle über 500 Lade- und Entladezyklen recht stabil und verfügte danach immer noch über 84 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität", berichtet der Forscher Shicheng Yu.

"Hier besteht allerdings noch Verbesserungspotenzial. Theoretisch sollte sogar ein Verlust von unter einem Prozent machbar sein", so Shicheng Yu, der die Batterie im Rahmen eines Förderprogramms des China Scholarship Council (CSC) am Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-9) entwickelt und getestet hat.

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