Aluminium-Feststoffbatterie nach 10.000 Ladezyklen noch so gut wie neu
Die Resultate der Studie klingen fast schon zu gut: Eine Batteriezelle, die aus günstigen Materialien mit moderatem Aufwand hergestellt werden kann, übertrifft im Grunde durchweg andere Batterietechnologien. Nach 10.000 Ladezyklen lag die Kapazität bei 99 Prozent des Ausgangswertes. Gleichzeitig blieb auch die Effizienz durchgehend bei über 99 Prozent, wobei Lithium-Ionen-Batterien zumindest hier noch besser sind. Bezüglich der Haltbarkeit können sie aber nicht ansatzweise mit der hier gezeigten Stabilität konkurrieren.
Bemerkenswerte Sicherheit
Das gilt auch für einen anderen, nicht minder wichtigen Punkt: Die Forschenden haben die entwickelte Akkuzelle durchbohrt, kurzgeschlossen und auf 1.000 °C erhitzt. Sie lief nicht aus, geriet nicht in Brand und zeigte sich noch bei 200 °C mit der gleichen Spannung wie bei Raumtemperatur.
Erreicht wurde das Verhalten mit einer Aluminium-Ionen-Batterie, deren flüssiger Elektrolyt aus Aluminiumchlorid in den meisten Experimenten zum schnellen Korrodieren neigt. Die Anode wird beschädigt und die Batteriezelle altert rasch. Die Zugabe von Aluminiumfluorid und eine Ummantelung der Elektroden mit einem speziellen Salz verwandelten die Zelle in eine Feststoffbatterie. Im Zusammenspiel sorgen beide Zutat für die hohe Sicherheit im Betrieb und die außergewöhnliche Langlebigkeit.
Zudem betonen die Forschenden, tätig an der Universität von Peking oder dem Beijing Institute of Technology, die hohe Recyclingfähigkeit. So lässt sich das Aluminiumfluorid auswaschen und fast komplett für die nächste Batteriezelle nutzen. Auch das Aluminium selbst ist höchst recyclingfähig.
Mobile Nutzung eher schwierig
Nur die Energiedichte liegt deutlich unter der Konkurrenz. Etwa 150 Wattstunden je Kilogramm entsprechen nur einem Drittel bis Fünftel der besten Feststoffbatterien und Li-Ion-Akkus, sind aber immerhin einer typischen Haushaltsbatterie.
So dürfte der Einsatz dieser extrem haltbaren und potentiell preiswerten Aluminium-Ionen-Batterien vornehmlich stationär sein. Der Bedarf wäre sicherlich vorhanden. Ob eine Serienfertigung gelingt, wird die nächste spannende Frage, wobei es sich mit Blick auf die Eigenschaften schon ein paar Anreize gibt.
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