Festkörperbatterien haben das Potenzial, Elektrofahrzeuge wesentlich erschwinglicher und praktischer zu machen, doch ihre kommerzielle Entwicklung weist eine Erfolgsgeschichte falscher Versprechungen auf, die Tesla seine Fähigkeiten zum automatisierten Fahren kosten werden. Das macht es schwierig, darüber zu berichten, aber wir haben einige vielversprechende Neuigkeiten von Imec gesehen, einem etablierten Forschungs- und Entwicklungsriesen mit Hauptsitz in Belgien.
Im Rahmen des SOLiDIFY-Projekts haben das von der Europäischen Union geförderte Unternehmen und 13 Partner einen Prototyp einer Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von 1070 Wh/L hergestellt, die fast 25 Prozent höher ist als die der besten Lithium-Ionen-Zellen (800 Wh/L). ). Besser noch: Es nutzt einen Herstellungsprozess, der bei Raumtemperatur funktioniert, kann an aktuelle Produktlinien von Lithium-Ionen-Batterien angepasst werden und wird voraussichtlich weniger als 150 Euro (ca. 167 US-Dollar) pro kWh kosten, verglichen mit etwa 140 US-Dollar/kWh für heutige Batterien . „Dieser Prozess verspricht erschwingliche industrielle Transfers“, schrieb Imec in einer Pressemitteilung.
Der Durchbruch war die sogenannte „Flüssig-zu-Fest“-Erstarrung. Das bedeutet, dass der Prototyp eines Festelektrolyten eine „dotierte polymerisierte ionische Flüssigkeit“ in einer 50 Mikrometer dünnen Schicht verwendet. Der Elektrolyt wird auf der einen Seite von einer Hochleistungs-Verbundkathode und auf der anderen Seite von einer dünnen Lithiummetallanode flankiert, was zu einem kompakten Batteriezellenstapel führt.
Dem Konsortium gelang es, die Laderate der Zelle auf drei Stunden und die Lebensdauer auf 100 Zyklen zu erhöhen und dabei die Herausforderungen der mechanischen Festigkeit und der Kathodenimprägnierung zu meistern. Auch der Kobaltverbrauch wird durch das Aufbringen einer nanometerdünnen Schutzschicht reduziert.
Offensichtlich müssen die Ladezeit und die Anzahl der Zyklen verbessert werden (moderne Li-Ionen-Autobatterien können bis zu 2000 Mal aufgeladen werden). deutlich unter einer Stunde). Darüber hinaus erfordert diese Technologie weitere Verbesserungen, um praktisch auf industrieller Ebene eingesetzt werden zu können. Der Aufwand lohnt sich jedoch, denn letztlich können Festkörperbatterien eine bessere Energiedichte, kürzere Ladezeiten und mehr Sicherheit bieten – und das alles zu einem geringeren Preis.
