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Lithium-Metall-Batterie erzielt Spitzenwerte
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Autor: Die Redaktion
Veröffentlicht am: 17.08.2021
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Forschende des Helmholtz-Instituts in Ulm (HIU) haben in Kooperation mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine Lithium-Metall-Batterie entwickelt, die eine extrem hohe Energiedichte bei guter Stabilität bieten soll. Besonders vielversprechend habe sich dabei die verwendete Kombination aus Kathode und Elektrolyt gezeigt.
Aktuell kommen am Markt vermehrt Alternativen zur gängigen Lithium-Ionen-Batterie auf, nachdem einige Zeit lang nahezu ausschließlich die Festkörperbatterietechnik als Zukunft galt. So wurde kürzlich etwa von CATL die Natrium-Ionen-Batterie und vor wenigen Tagen von GMG eine Graphen-Aluminium-Ionen-Batterie vorgestellt. Neben den Technologien, die ohne Lithium auskommen, zeigen das KIT und das HIU nun noch einmal einen neuen Ansatz zur Lithium-Batterietechnik auf.
Partikelrisse an der Kathode führen zur Zerstörung der Struktur
Basis der Batterie der Forschenden aus Deutschland bilden eine nickelreiche und gleichzeitig kobaltarme Kathode (NCM88) und ein spezieller Elektrolyt (ILE). Da bei gängigen Elektrolyten die Leistungsdaten vor allem bei der äußerst nickelreichen Kathodenchemie häufig nicht ausreichend sind, unterstützt der spezielle Elektrolyt die Leistungsdaten. „Im Elektrolyten LP30 entstehen Partikelrisse an der Kathode“, erklärt Professor Stefano Passerini, Direktor des HIU und Leiter der Forschungsgruppe Elektrochemie: „Innerhalb dieser Risse reagiert der Elektrolyt und zerstört die Struktur. Außerdem bildet sich eine dicke, moosartige, lithiumhaltige Schicht auf der Kathode.“
Ionischer Flüssig-Elektrolyt auf Basis von zwei Anionen
Die Forschenden nutzen daher einen alternativen ionischen Flüssig-Elektrolyten, der schwerflüchtig und nicht entflammbar ist sowie auf zwei Anionen basiert. Als Ergebnis sollen sich äußerst sichere Batterien mit einem Kapazitätserhalt von 88 Prozent nach 1.000 Ladezyklen und einer Energiedichte von 560 Wattstunden pro Kilogramm ezeigt haben.
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Quellen:
https://www.kit.edu/kit/pi_2021_075_rekordverdachtige-lithium-metall-batterie.php
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