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Aluminium: Fraunhofer liefert markante Daten
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Autor: Die Redaktion
Veröffentlicht am: 23.08.2021
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Die Fraunhofer-Gesellschaft hat eigene Entwicklungsvorhaben zur lithiumfreien und aluminiumbasierten Zellchemie vorgestellt. Die Forschungseinrichtung sieht bei Aluminium-Batterien energetische sowie kosten- und sicherheitstechnische Vorteile. Erste Ergebnisse legen deutliche Vorzüge gegenüber der Lithium-Ionen-Batterie nahe.
Kostengünstige Aluminiumfolien und keinerlei Brandgefährdung
Laut dem Fraunhofer-Technologiezentrum Hochleistungsmaterialien (THM) mit Sitz im sächsischen Freiberg bietet Aluminium im Vergleich zu metallischem Lithium eine theoretisch vierfach höhere volumetrische Energiedichte. Daneben gebe es weitere bedeutsame Vorteile: Während in Lithium-Ionen-Zellen eine hochreine und beschichtete Aluminiumfolie als Stromsammler diene, übernehme in der Aluminium-Ionen-Batterie eine einfache Aluminiumfolie gleichzeitig die Funktion der Anode. Dabei würden an das Aluminium keine besonderen Qualitätsanforderungen gestellt; marktübliche, kostengünstige Folien seien vollkommen ausreichend. Aluminium-Batterien böten zudem ein hohes Maß an Sicherheit, denn im Gegensatz zum Einsatz von Lithium bestehe keine Brandgefährdung.
Mehr als 10.000 Zyklen mit Ladung von über 90 Prozent
Von eigenen Fortschritten in der Entwicklung der Aluminium-Batterie haben indes auch die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) aus Erlangen berichtet. „In unseren Laborsystemen wurden mit Graphitpulver als Kathode bereits Energiedichten von 135 Wattstunden pro Kilogramm in Bezug auf die Aktivmasse gezeigt“, sagt Ulrike Wunderwald, IISB-Leiterin der Arbeitsgruppe Batteriematerialien mit Blick auf die Kathode und Leistungsdaten von Laborzellen. Die Batterie könne innerhalb von weniger als 30 Sekunden vollständig ge- und entladen werden. „Der Prozess ist reversibel, und wir haben mit den Laborzellen bereits über 10.000 Zyklen mit einer Ladeeffizienz von mehr als 90 Prozent erreicht“, erklärt Wunderwald.
„Diese Zellchemie hat ein enormes Potenzial“
Die neuesten Ergebnisse legten indes nahe, dass mehr als doppelt so viele Ladezyklen möglich sind. „Das liegt ganz deutlich über dem, was etablierte Lithium-Ionen-Batterien ausweisen. Unsere Zellen funktionieren dabei unter normalen Umgebungsbedingungen, und wir arbeiten bereits mit anwendungsrelevanten Zellkonzepten wie Knopfzellen und Pouch-Zellen“, betont die Arbeitsgruppenleiterin: „Diese Zellchemie hat ein enormes Potenzial.“
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Quelle:
https://www.iisb.fraunhofer.de/de/press_media/pressemitteilungen/pressearchiv/archiv_2021/thm_aluminium-ionen-batterie.html
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