Forscher haben eine sogenannte Quasi-Festkörperbatterie entwickelt, die einen flüssigen und einen festen Kern miteinander kombiniert. Sie soll eine sicherere und haltbare Alternative zu reinen Festkörperbatterien sein und eine hohe Energiedichte aufweisen.
Wissenschaftler aus Japan haben eine neuartige Lithium-Ionen-Batterie (LIB) entwickelt, die sicherer, leistungsfähiger und langlebiger sein soll als bisherige Modelle. Die sogenannte Quasi-Festkörperbatterie kombiniert die Vorteile von flüssigen und festen Elektrolyten und könnte die Energiespeicherung nachhaltig verändern.
Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien nutzen flüssige Elektrolyte, die zwar effizient, aber auch leicht entflammbar sind. Feste Elektrolyte bieten hingegen mehr Sicherheit, haben jedoch Probleme mit der Schnittstelle zwischen den Materialien – ein Bereich, der oft den Ionentransport behindert.
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Die Lösung der japanischen Forscher liegt in einer Kombination beider Ansätze. Ihre Quasi-Festkörperbatterie enthält nicht entflammbare Elektrolyt-Lösungen, die speziell auf die Anforderungen der Elektroden abgestimmt wurden. Dadurch wird eine höhere Stabilität und Sicherheit erreicht.
Quasi-Festkörperbatterie selbst bei 150 Grad Celsius stabil
Das Design der Batterie umfasst eine Silizium-Anode und eine NCM811-Kathode (bestehend aus Nickel, Kobalt und Mangan). Eine spezielle Glas-keramische Lithium-Ionen-Schicht trennt die einzelnen Bestandteile voneinander. Das Ergebnis sind eine besonders hohe Ionenleitfähigkeit und thermische Stabilität – selbst bei hohen Temperaturen von bis zu 150 Grad Celsius.
Neben der höheren Sicherheit punktet die neue Batterie auch mit einer längeren Lebensdauer und besserer Lade- und Entladeleistung. Tests zeigen, dass die Batterie nur geringe Widerstandsänderungen aufweist und ihre Kapazität über viele Zyklen hinweg behält.
Damit eignet sie sich ideal für Elektrofahrzeuge, Drohnen und andere kabellose Geräte, bei denen Zuverlässigkeit und Sicherheit an erster Stelle stehen.
Neuer Ansatz verspricht mehr Effizienz und Nachhaltigkeit
Die Entwicklung könnte nicht nur die Effizienz von Batterien verbessern, sondern auch einen wichtigen Beitrag zur Klimaneutralität leisten. Mit einem sicheren und langlebigen Energiespeichersystem können Elektrofahrzeuge und andere grüne Technologien weiter optimiert werden.
Wie die Forscher betonen, hat die Quasi-Festkörperbatterie das Potenzial, die Energieeffizienz zu steigern und gleichzeitig die Sicherheit von Festkörperbatterien zu bewahren. Die Entwicklung der Batterie markiert einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu sichereren und nachhaltigeren Energiespeicherlösungen.
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