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Ladezeit 1 Minute bei extremer Haltbarkeit: LiS-Feststoffbatterie mit gläsernem Elektrolyt entwickelt

Schema einer Li-S-Feststoffzelle. (Bildquelle: Fraunhofer ISI/Renata Sas)
Schema einer Li-S-Feststoffzelle. (Bildquelle: Fraunhofer ISI/Renata Sas)
Eindrucksvoll zeigt die Zusammenarbeit chinesischer und deutscher Forschungsteams, welches Potential Akkus mit festem Elektrolyt haben. Die elektrischen Eigenschaften überragen, zumindest im Labor.

Die enorme Energiedichte und die unkomplizierte Verfügbarkeit der Bestandteile zeichnen Feststoffbatterien mit Lithium und Schwefel aus. Die Stabilität der Zellen über viele Ladezyklen sowie die Leistung aufgrund eines langsamen Elektronenaustauschs verhindern hingegen bisher einen praktikablen Einsatz.

Ein neuer Elektrolyt, mit dessen Hilfe auch die chemische Reaktion beschleunigt ablaufen kann, behebt diese Makel scheinbar nicht nur, sondern sorgt für eine überragende Leistung, mit der die aktuelle Akkutechnologie nicht mithalten kann.

Der feste Elektrolyt nutzt Bor, Schwefel, Lithium, Phosphor und Iod und ähnelt dabei Glas. Genau der Stoff, der durch seine fehlende Kristallstruktur zwar fest erscheint, aber tatsächlich noch Eigenschaften einer Flüssigkeit aufweist.

Bemerkenswerte elektrische Eigenschaften

Die Arbeit der Forschenden aus China und Deutschland, genau der Universitäten Peking und Gießen sowie des Karlsruhe Institute of Technology, zeigt, dass die entwickelte Batteriezelle abhängig von der Ladeleistung bis zu 25.000-mal geladen werden kann. Anschließend ist die Kapazität auf den typischen Wert von knapp 80 Prozent gesunken.

Die Energiedichte liegt im besten Fall bei etwa dem Dreifachem aktueller Lithium-Ionen-Akkus. Wobei die Studie gleichzeitig von einer extremen Ladeleistung spricht, sodass eine Ladedauer von deutlich unter 1 Minute realisiert werden kann. Der genannte Wert von 150C würde gerade einmal 24 Sekunden Ladedauer bedeutet. Und selbst dann soll die Energiedichte von auf dem Niveau derzeitiger Batteriezellen sein.

12 Minuten muss hingegen gewartet werden, bis der Ladevorgang abgeschlossen ist, soll die maximale Lebensdauer erreicht werden. Die würde es dann erlauben, den Feststoffakku über 10 Jahre täglich 7-mal aufzuladen.

Damit liegt die Mutmaßung nahe, dass in der Akkuforschung noch viel Potential schlummert. Noch handelt es sich dabei aber um Laborversuche an einem Prototyp aus experimentellem Material. Bis zur Konstruktion eines nutzbaren und vor allem bezahlbaren Akkus dürfte es noch eine Weile dauern.

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> Notebook Test, Laptop Test und News > News > Newsarchiv > News 2025-01 > Ladezeit 1 Minute bei extremer Haltbarkeit: LiS-Feststoffbatterie mit gläsernem Elektrolyt entwickelt
Autor: Mario Petzold, 20.01.2025 (Update: 22.01.2025)