03.09.2021
Materialwissenschaft
Lithium-Metall-Batterie setzt neue Massstäbe
Autor: Florian Fügemann, pte
Amadeus Bramsiepe/KIT
Eine Lithium-Metall-Batterie von Forschendes des Karlsruher Instituts für Technologie und des Helmholtz-Instituts Ulm hat eine Energiedichte von 560 Wattstunden pro Kilogramm. Die sei ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur kohlenstoffneutralen Mobilität.
560 Wattstunden pro Kilogramm bei bemerkenswert guter Stabilität. Das bietet eine neuartige Lithium-Metall-Batterie von Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Den Wissenschaftlern nach kommt dabei eine vielversprechende Kombination aus Kathode und Elektrolyt zum Einsatz: Die nickelreiche Schichtkathode (NCM88) erlaubt, viel Energie pro Masse zu speichern, der ionische Flüssigelektrolyt mit zwei Anionen sorgt dafür, dass die Kapazität über viele Ladezyklen weitestgehend erhalten bleibt.
Ziel kohlenstoffneutrale Mobilität
Mit dem üblicherweise verwendeten und kommerziell erhältlichen organischen Elektrolyten (LP30) liess die Stabilität bisher stark zu wünschen übrig. Die Speicherkapazität sinkt mit steigender Zahl der Ladezyklen.
Warum das so ist, erklärt Stefano Passerini, Direktor des an der Entwicklung beteiligten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU): «Im Elektrolyten LP30 entstehen Partikelrisse an der Kathode. Innerhalb dieser Risse reagiert der Elektrolyt und zerstört die Struktur. Zudem bildet sich eine dicke moosartige lithiumhaltige Schicht auf der Kathode.»
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