Derzeit nutzen Autohersteller in ihren Elektroautos Lithium-Ionen-Batterien. Gleichzeitig forschen Wissenschaftler jedoch an neuen Lösungen, die höhere Kapazitäten und Ladegeschwindigkeiten bieten. Den Forschern von Samsung ist nun ein Durchbruch im Bereich der Feststoff-Batterien gelungen.
Was ist eine Feststoffbatterie?
Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Akkus verwenden Feststoffakkumulatoren keine flüssigen Elektrolyte, sondern feste Elektrolyte. Dadurch besitzen sie eine höhere Energiedichte, sprich Batteriekapazität, und sind zudem nachweisbar sicherer. Weshalb jedoch derzeit vorwiegend Lithium-Ionen-Akkus anstatt Feststoff-Batterien verwendet werden, liegt den verwendeten Lithium-Metall-Anoden zugrunde.
Das Entwicklerteam – v.l.n.r.: Yuichi Aihara, Principal Engineer des SRJ, Yong-Gun Lee, Principal Researcher, und Dongmin Im, Master des SAIT (Bild: Samsung)
Bei häufigem Laden und Entladen neigen diese dazu das Wachstum von Dendriten auszulösen. Dabei handelt es sich um strauchartige Kristallstrukturen, welche die Lebensdauer und Sicherheit der Batterie reduzieren. Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher zum ersten Mal eine Silber-Carbon(Ag-C)-Schicht als Anode getestet. Das Ergebnis war eine erhöhte Kapazität, ein längerer Lebenszyklus und positive Veränderungen in der allgemeinen Sicherheit des Akkumulators.
100 % mehr Kapazität bei gleicher Größe
Die Ag-C-Schicht ermöglichte den Forschern, die Dicke der Anode auf 5 µm zu verringern und so eine Energiedichte von 900 Wh/L zu erreichen. Der Prototyp war zudem 50 % kleiner als eine herkömmliche Lithium-Ionen-Batterie – die Kapazität bei gleicher Größe ist also doppelt so hoch.
Ziel soll es schließlich sein, Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen und eine höhere Sicherheit sowie Kapazität zu bieten. Der derzeitige Prototyp ermöglicht einem Elektrofahrzeug eine Reichweite von ca. 800 km mit einer einzelnen Ladung. Die Lebensdauer liegt allerdings bei „lediglich“ 1.000 Ladezyklen.
Das ist eine beeindruckende Reichweite und auch die Lebensdauer ist mit 800.000 km dem derzeitig möglichen weit voraus. Hier stellt sich jedoch die Frage, wie es um die Geschwindigkeit der Ladezeiten steht. Denn viele Menschen schrecken derzeit noch vor dem Kauf eines Elektroautos zurück, da es nicht möglich ist das Auto in wenigen Minuten aufzuladen.
Wir werden sehen, was die Zukunft und der technologische Zukunft noch so hervorbringen wird. Das Thema „neue Akkutechnologien“ ist immer wieder spannend, auch in Hinsicht auf Smartphones, Tablets und Notebooks. Weitere News und Produkte von Samsung findet ihr auf unserer Branding Page – schaut dort gerne einmal vorbei!
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Quellen:
... ist seit 2019 Teil des Teams und als Videoredakteur für das Filmen und den Schnitt der Videos zuständig. Neben der Arbeit studiert er Japanologie an der Universität Bonn.
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