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Neue Feststoffakkus bringen Elektroautos 800 Kilometer Reichweite

| Autor: Thomas Kuther

Forscher des Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) und des Samsung R&D Institute Japan (SRJ) haben in der wissenschaftlichen Zeitschrift „Nature Energy“ eine Studie über leistungsstarke und langlebige Feststoffakkus veröffentlicht.

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Das Team (von links): Yuichi Aihara, leitender Ingenieur von SRJ, Yong-Gun Lee, leitender Forscher und Dongmin Im, Master von SAIT.
Das Team (von links): Yuichi Aihara, leitender Ingenieur von SRJ, Yong-Gun Lee, leitender Forscher und Dongmin Im, Master von SAIT.
(Bild: Samsung)

Im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus mit flüssigen Elektrolyten haben Festkörperakkus eine deutlich höhere Energiedichte –die Voraussetzung für höhere Kapazitäten. Sie verwenden feste Elektrolyte, die nachweislich sicherer sind. Die Lithium-Metallanoden, die meist in Festkörperbatterien eingesetzt werden, begünstigen jedoch die Dendritenbildung. Dendriten können unerwünschte Nebenwirkungen hervorrufen können, welche die Lebensdauer und Sicherheit einer Batterie verringern.

Um diese Effekte zu vermeiden, verwendeten die Forscher von Samsung erstmals eine Silber-Kohlenstoff (Ag-C)-Verbundschicht als Anode. Das Team stellte fest, dass der Prototyp einer Pouchzelle mit Ag-C-Schicht eine höhere Kapazität und eine längere Lebensdauer hat und sicherer ist. Die nur 5 µm dicke Ag-C-Nanokompositschicht ermöglichte eine dünnere Anode und die Energiedichte stieg auf bis zu 900 Wh/l. Darüber hinaus ist der Prototyp um etwa 50% kleiner als eine herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku.

Diese vielversprechende Forschung soll die Verbreitung von Elektrofahrzeugen (EVs) vorantreiben. Ein Elektrofahrzeug mit einer Batterie auf Basis des vom Team entwickelten Pouchzellen-Prototypen könnte mit einer Ladung bis zu 800 km fahren und hätte eine Zykluslebensdauer von über 1000 Ladungen.

Wie Dongmin Im, der Leiter des Projekts, erklärte, „ist der Prototyp die Basis für sicherere und leistungsstarke Batterien der Zukunft. Wir werden auch in Zukunft die Entwicklung und Verfeinerung von Materialien und Fertigungstechnologien für Festkörperbatterien fortsetzen, um die Innovation von EV-Batterien auf die nächste Stufe zu heben.“

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