Lithium-Metall-Batterien könnten schon bald alltagstauglich sein. Denn ein Analyseverfahren des chinesischen Unternehmens CATL deckt offenbar auf, warum die Lebensdauer dieser Art Akkus bislang begrenzt war.
Lithium-Metall-Batterien (LMBs) gelten als Hoffnungsträger mit Blick auf die Energiewende. Denn wenn es um leistungsstarke Elektroautos oder E-Flugzeuge geht, scheint die Technologie vielversprechend zu sein. Der große Vorteil von LMBs ist, dass sie deutlich mehr Energie speichern können als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.
Die Lebensdauer von Lithium-Metall-Batterien stellte bislang aber ein Problem dar. Denn: Je mehr Energie eine LMB speichert, desto schneller altert sie. Das hat eine breite Anwendung der Batterie bisher ausgebremst. Doch China-Unternehmen CATL will nun einen wichtigen Fortschritt erzielen.
Lithium-Metall-Batterien: Verbesserung durch gezielte Anpassung
Forscher des chinesischen Batterie-Herstellers haben ein neues Analyseverfahren entwickelt, mit dem sich genau verfolgen lassen soll, was in der Batterie während der Nutzung passiert. Dadurch konnte CATL laut eigenen Angaben erstmals nachvollziehen, welche Bestandteile der LMB mit der Zeit „verloren“ gehen.
Überraschenderweise stellte sich demnach heraus, dass entgegen der Vermutungen nicht das Lösungsmittel oder Ablagerungen von „totem“ Lithium das Problem sind. Vielmehr stellt scheinbar der konstante Verbrauch des Elektrolytsalzes LiFSI eine Herausforderung dar. Denn am Ende eines Batterielebens sei davon bis zu 71 Prozent verbraucht gewesen.
Mit diesem Wissen überarbeitete das CATL-Team die Zusammensetzung des Elektrolyts. Durch einen Verdünner mit geringerer Molekülmasse konnte das Unternehmen mehr LiFSI-Salz einbringen – ohne die Menge der verwendeten Flüssigkeit zu erhöhen. Gleichzeitig wurde die Leitfähigkeit verbessert und die Viskosität gesenkt.
Großer Schritt in Richtung der Serienreife
Das Ergebnis ist eine neue Batterieversion, die 483 Ladezyklen durchhalten soll. Das ist in etwa doppelt so viel wie zuvor und entspricht einer Energiedichte von über 500 Wattstunden pro Kilogramm.
Die neue Lithium-Metall-Batterie soll primär für Anwendungen, bei denen Platz und Gewicht entscheidend sind, eine Rolle spielen. Besonders interessant scheint, dass die Coulomb-Effizienz, also die Frage, wie viel der eingesetzten Energie tatsächlich genutzt werden kann, gleich blieb. Der Zugewinn entsteht offenbar also hauptsächlich durch langlebigere Materialien.
Die Forschung fand im firmeneigenen 21C-Labor statt, in das CATL allein 2024 über zwei Milliarden US-Dollar investierte. Mit mehr als 43.000 Patenten im Rücken stärkt das Unternehmen damit seine Rolle als Vorreiter im Bereich nachhaltiger Energiespeicher.
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