Das nächste große Ding in der Welt der Elektroautos könnte endlich da sein! Wissenschafter arbeiten an einer neuen Batterie, die uns die lästigen Lademinahmen erleichtert, und es könnte tatsächlich funktionieren! Diese Neuigkeit könnte Elektrik für Fahrten revolutionieren.
Statt der herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien nutzen die neuen Lithium-Metall-Batterien reines Lithium – und lassen damit das Graphit hinter sich. Dieser Trick sorgt dafür, dass sie eine viel höhere Energiedichte haben. Das heißt: Gleiches Gewicht, aber eine erheblich größere Reichweite. Doch es gab einen Haken: Wegen der Dendritenbildung, also komischen Kristallstrukturen beim Laden, hatte sich die Leistung bisher verschlechtert.
Der Schlüssel zu diesem Fortschritt liegt jedoch in einem neuen flüssigen Elektrolyten. Die Wissenschaftler haben es geschafft, Dendriten in den Griff zu bekommen, indem sie etwas Betrieb der Ionen auf der Lithiumoberfläche geändert haben. Das Ergebnis? Uniforme Ablagerungen, weniger Schwachstellen und dadurch praktisch keine Dendriten!
Das Testresultat ist mehr als beeindruckend: Innerhalb von gerade mal 12 Minuten wird die Batterie von 5 % auf 70 % aufgeladen – darunter kann man gechillt 800 km weit fahren. Das Ganze haben die Forscher ĂĽber mehr als 350 Ladezyklen hinweg getestet. FĂĽr die Extremisten gibt’s eine noch leistungsstärkere Version, die nach 17 Minuten bereits auf 80 % ist – das zeigt echt die Zukunftstechnologie. Die Ladezeiten sind nun vergleichbar mit dem normalen Tanken an der Tankstelle.
Diese Forschung wurde in Nature Energy veröffentlicht. Ein Team vom Korea Advanced Institute of Science and Technology hat diese bahnbrechenden Arbeiten geleistet. Professor Hee Tak Kim erklärt, wie wichtig diese Erfindung für die akute Akzeptanz der E-Mobilität ist.
Was sind Dendriten genau?
Dendriten sind diese unheimlichen kleinen Auswüchse, die bei Ladevorgängen im Inneren von Batterien entstehen. Sie sind wie schlechtes Wachstum von Crystal. Diese Teile ziehen die Separatoren und schon gefährliche Kurzschlüsse an, was letztendlich das Lebensdauer der Batterie verkürzt. Unruhes Gründen fragt man sich: Wo kommen die Dendriten her? Meistens durch ungleiche Ionenauslagerungen. Schnellladung könnte sogar noch schlimmer sein – und das ist bei Lithium-Metall-Technologien ein noch größeres Problem, da die Anode aus reinem Lithium kommt, die förmlich krächzt!
Wissenschaftler sind jedenfalls nicht faul! Sie probieren allerhand daran: Zusätze im Elektrolyt, Modifikationen bei Elektrodenmaterialien und so weiter. Aber wie gesagt, die genannte Innovation bringt einen coolen Elektrolyten ins Spiel, der über die homogene Ablagerung das Dendriten-Wachstum eindämmt.
Energiedichte: Was steckt dahinter?
Die Energiedichte gibt uns die Menge an Energie für eine lekkere kleine Batterie pro Gewicht oder Volumen an. Stell dir das im besten Fall vor: Weniger Gewicht, bessere Reichweite! Sie wird meistens in Wh/kg angegeben und ist der Kern eines jeden Auto- oder Gerätes. So kommen wir dabei auf 150-250 Wh/kg für normale Lithium-Ionen, diese neuen Lithium-Metall-Batterien können mit 300-500 Wh/kg punkten. Das bedeutet weniger Gewicht, weniger Platz und mehr Energie!
Aber hey, Luftschlösser kommen mit recht häufiger Dichte. Ein höheres bestehendes Material erfordert mehr Sicherheit und Machine – da müssen noch viele Herausforderungen bewältigt werden!
Die Fortschritte in der Batterietechnologie können somit der Schlüssel sein, E-Autos für jeden im Markt alltagstauglicher zu machen. Da lässt sich die Frage über mögliche nächste Modelle mit super hohen Reichweiten und schnellerer Fahrzeugeinstellung deutlich anders machen!
Quelle:Nature Energy
