CATL verdoppelt Lebensdauer von Lithium-Metall-Akkus

Lithium-Metall-Batterien werden aufgrund ihrer hohen Energiedichte als das Batteriesystem der nächsten Generation angesehen. Allerdings hat dieser Batterietypus ein Problem: Seine Lebensdauer ist äußerst gering. Chinas Batteriegigant CATL hat laut eigenen Angaben nun allerdings einen Durchbruch bei der Entwicklung erzielt.

Dem Unternehmen ist es gelungen, die maximale Anzahl der Zyklen - also wie oft eine Batterie vollständig ge- und entladen werden kann - zu verdoppeln. Bis die Batterien allerdings eine ausreichende Lebensdauer erreichen, um damit auch E-Autos auszustatten, dürfte es aber noch eine Weile dauern.

Mehr Energie in kleinerer Batterie

Der neue Batterieprototyp von CATL hat nämlich eine Lebensdauer von 483 Zyklen bei einer Energiedichte von 500 Wh/kg. Die Energiedichte ist dabei deutlich höher als bei aktuellen Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien, die in der Regel zwischen 200 und 300 Wh/kg liegen. Moderne E-Autobatterien sind allerdings auf mindestens 1.000 Ladezyklen ausgelegt.

Das bedeutet zwar nicht, dass die Lithium-Metall-Batterien nach knapp 500 Zyklen komplett nutzlos geworden sind. Ihre Energiedichte nimmt dann allerdings stark ab.

"Totes Lithium" vermeiden

Der Schlüssel zum Durchbruch war ein neuer Flüssigelektrolyt. Laut CATL ist der Hauptgrund der kurzen Lebensdauer nämlich, dass der Elektrolyt während der Lade- und Entladevorgänge verbraucht wurde - und zwar bis zu 71 %. In der Batteriezelle bildete sich dann "totes Lithium", was die Energiedichte negativ beeinflusste. 

CATL stellte auf ein anderes Lithiumsalz um, das bereits als Zusatz in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird. Dessen höhere Leitfähigkeit und Stabilität trug dazu bei, die Lebensdauer der Zelle zu verlängern. Die Gesamtmasse des Elektrolyten wurde dabei nicht erhöht.

Die Forschungsarbeiten wurden im 21C-Labor von CATL durchgeführt, das sich auf die Entwicklung von Batterietechnologien der nächsten Generation konzentriert. CATL investierte im Jahr 2024 umgerechnet rund 2,3 Mrd. Euro in Forschung und Entwicklung. Das Unternehmen verfügt über mehr als 43.000 Patente.