Durchbruch ermöglicht Lithium-Batterie mit gewaltiger Energiedichte

Chinesische Forscher haben einen Durchbruch bei Lithium-Batterien erzielt. Sie haben ein neues Elektrolyt-System entwickelt, das eine Energiedichte von bis zu 700 Wh/kg erzielt. Zum Vergleich: Derzeit erreichen Lithium-Batterien, die bei bekannten Herstellern wie CATL vom Band laufen, nur bis zu 250 Wh/kg.

Das heißt, würde man den neuen Akku-Typ aus China in ein E-Auto einbauen, könnte man mit einer 450 kg schweren Batterie bis zu 2.000 km weit fahren, ohne das Fahrzeug zu laden.

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Anderes Lösungsmittel

Der Schlüssel der Erfindung ist ein Lösungsmittel aus fluoriertem Kohlenwasserstoff, das den Elektrolyten verbessert. Es erhöht die Löslichkeit der Lithiumsalze. 

Normale Elektrolyte von Lithium-Akkus enthalten neben Lithiumsalzen auch eine Flüssigkeit auf Carbonat-Basis, die Salze auflöst. Man benötigt davon aber große Mengen, weil sich die Flüssigkeit schlecht verteilt. Außerdem verbinden sich die Salze und das Lösungsmittel stark, was den Ladungstransport zwischen den Grenzflächen bremst.

Die chinesischen Forscher probierten daher ein neues Lösungsmittel mit fluorierten Kohlenwasserstoffen aus, das sich weniger stark an das Lithium bindet und sich im Akku besser verteilt. Dadurch lässt sich eine höhere Energiedichte erzielen. Außerdem wird davon weniger benötigt.

Die Lithium-Batterie liefert nicht nur bei Raumtemperatur herausragende Ergebnisse, sondern auch bei extremer Kälte. Die Forscher konnten zeigen, dass sie selbst bei einer Temperatur von -50 Grad noch eine Energiedichte von 400 Wh/kg liefert.

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Auch für Luft- und Raumfahrt

„Hochenergiebatterien mit diesem Elektrolyten haben ein breites Anwendungspotenzial in Elektrofahrzeugen, intelligenten Robotern, in der Luftfahrt in niedrigen Höhenlagen sowie in extrem kalten Regionen und in der Luft- und Raumfahrt“, sagte der Forscher Chen Jun der Nachrichtenagentur Xinhua.

Die Studie der chinesischen Forscher wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. An dem Projekt mitgearbeitet haben Wissenschaftler der Nankai University und des Shanghai Institute of Power.