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Die Wiederaufbereitung und das Recycling der im EV verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien ist ein bisher noch gering entwickelter Zukunftsmarkt. Die Experten der University of Warwick sind dabei eine der führenden Entitäten bei der Erforschung von neuen Recyclingkonzepten insbesondere für Batteriepacks auf Basis von Pouchzellen.

Die Monash-University in Melbourne meldet interessante Fortschritte bei der Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien. Lithium-Schwefel-Batterien könnten dabei eine Wende im Grundaufbau der Traktionsbatterie bedeuten, da diese im Gegensatz zur Lithium-Ionen-Batterie potenziell günstiger, leichter und vor allem ökologischer sind und zudem eine deutlich höhere Energiedichte aufweisen.

Die bereits im September angekündigte neueste Entwicklung von Tesla wurde nun als Patent angemeldet. Zuvor hatten die kanadischen Wissenschaftler um Jeff Dahn aus ihren Untersuchungsergebnissen einer Lithium-Ionen-Batterie basierend auf einer einkristallinen Nickel-, Mangan-, und Kobalt-haltigen NMC-Kathode behauptet, sie wäre bei 40°C für 4000 Zyklen einsatzfähig. Dies entspräche bei einhundertprozentiger Entladung pro Zyklus einer Lebensdauer von 1,6 Millionen Kilometern in Elektroautos und rund 20 Jahren in stationären Speichern.

Das Forschungszentrum Jülich verkündet einen Durchbruch bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Dabei wurde mit einem neuartigen Herstellungsverfahren eine Natrium-Festkörperbatterie entwickelt, die eine deutlich höhere Zyklenfestigkeit erreicht, als herkömmliche Batterien dieses Typs. Hierbei gelang es sicherzustellen, dass die Batterie auch noch nach 100 Ladezyklen eine Restkapazität von 90% aufweist. Dies ist für Batterien mit einem keramischen Leitermaterial, die sich noch in der Laborentwicklung befinden, ein sehr guter Wert. Vergleichbare oder bessere Ergebnisse konnten bisher nur mit Batterien erzielt werden, die auf flüssige Elektrolyten oder zusätzlich weiche Schichten für den Ionentransport verwendeten.

Die gegenwärtig größte Hürde für den Absatz von Elektroautos ist deren geringe Reichweite und die damit verbundene Notwendigkeit, bei längeren Fahrten die Batterien an den eher spärlich vorhandenen Ladesäulen häufig wieder aufzuladen. Außerdem dauert die Wiederaufladung derzeit mindestens eine halbe Stunde, was den Fahrtverlauf zusätzlich verlängert. Innovative Lösungen werden derzeit entwickelt.

Die Anwendbarkeit aktueller Lithium-Ionen-Batterien in der Elektromobilität krankt derzeit hauptsächlich an der relativ geringen spezifischen Kapazität des Anodenmaterials Graphit, wodurch nur geringe Reichweiten mit einem Elektrofahrzeug erzielt werden. Deshalb wurde die Forschung und Entwicklung der letzten Jahre auf die Untersuchung von Ersatzmaterialien wie z.B. Lithium-Silizium-Legierungen fokussiert.

Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Akkus ist steigend. Blickt man zurück in die 90er Jahre, so waren damals Camcorder die Geräte, für die ein Großteil der Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt wurden. Ein Jahrzehnt später wurden diese dann von Laptops und anschließend Smartphones abgelöst. Bis 2010 – dann kamen die Elektrofahrzeuge ins Spiel.

An die 2.500 Kilometer Reichweite, keine Ladezeit und recyclebar – die Aluminium-Luft Batterie, eine Erfindung aus Großbritannien, soll über diese Eigenschaften verfügen und wird nun als nächste industrielle Revolution angepriesen.

Ein neues Airbus-Labor forscht in Shenzhen an der Weiterentwicklung der Batterietechnologie für elektrische Luftfahrzeuge. Forschungsschwerpunkte sind besonders die Herausforderungen bei der Sicherheit und der Leistung der Batterien.

Für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien wurden drei Batterieforscher mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet. Die Technologie wurde von dem verleihenden Nobelpreis-Komitee als zukunftsweisend und revolutionär für die Gesellschaft eingestuft.

Die zugrundeliegende Technologie der Lithium-Ionen-Batterie wurde bereits im vergangenen Jahrtausend entwickelt. Wirklich Fahrt hat ihre Entwicklung aber erst in den vergangenen Jahren aufgenommen. Um die Entwicklung nachzuzeichnen wollen wir die letzten drei Jahre in 15 prägenden Zitaten nachzeichnen.