Xin Li ist außerordentlicher Professor für Materialwissenschaften an der John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences an der Harvard-Universität in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts. Ebenso ist er Geschäftsführer des Startups Adden Energy.

In einer Kombination beider Tätigkeiten ist es ihm und seinem Team nun gelungen, eine handtellergroße Batterie zu entwickeln, die über eine erstaunliche Lebensdauer von 10.000 Ladezyklen verfügt, obwohl sie in nur drei Minuten vollgeladen sein soll.

Für diese Innovation hat die Universität Li jetzt weitere Forschungsmittel zur Verfügung gestellt, die zur Entwicklung von Zellen mit verbesserter Zuverlässigkeit und Leistung genutzt werden sollen.

Ziel ist der Einsatz in Elektrofahrzeugen. Dazu will sich Li mit seinem Team drei bis fünf Jahre Zeit geben. Gleichzeitig arbeiten die Forschenden auch an Batterien für andere Anwendungszwecke.

„Wenn man Fahrzeuge elektrifizieren will, ist eine Festkörperbatterie der richtige Weg“, sagte Li in einem Interview mit Harvard. „Wir haben uns vorgenommen, diese Technologie zu kommerzialisieren, weil wir sie im Vergleich zu anderen Festkörperbatterien als einzigartig betrachten. Wir haben im Labor 5.000 bis 10.000 Ladezyklen während der Lebensdauer einer Batterie erreicht, verglichen mit 2.000 bis 3.000 Ladezyklen selbst bei den derzeit besten ihrer Klasse. Dabei sehen wir keine grundsätzliche Grenze für die Skalierung unserer Batterietechnologie. Das könnte ein entscheidender Faktor sein.“

Wie der Name bereits andeutet, verwenden Festkörperbatterien feste Materialien, um den Energiefluss von der Kathode zur Anode zu ermöglichen. Herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen verwenden dafür eine flüssige Elektrolytlösung.

Obwohl Festkörperbatterien viele Vorteile – auch im Hinblick auf Sicherheit – haben, ist aufgrund der komplexen Herstellungsprozesse bislang noch kein Umstieg auf diese Technologie möglich. Ebenfalls im Fluss ist noch die Frage um das ideale Material für den Festkörper.

Sind diese Fragen einmal geklärt, sehen Experten nur Vorteile in der Festkörpertechnologie, die zudem auch preiswerter herzustellen sein wird. Nicht zuletzt die verbesserte Erschwinglichkeit könnte die Verfügbarkeit und den Marktanteil von Elektrofahrzeugen verbessern.

„Elektrofahrzeuge dürfen kein Luxus bleiben, buchstäblich das eine Prozent der Fahrzeuge auf der Straße, wenn wir Fortschritte auf dem Weg zu einer sauberen Energiezukunft machen wollen. Zudem werden die USA keinen Gebrauchtwagenmarkt haben, wenn Elektroauto-Batterien nur drei bis fünf Jahre halten. Die Technologie muss für jeden zugänglich sein. Die Verlängerung der Lebensdauer der Batterien, wie wir es hier tun, ist ein wichtiger Teil davon“, ist sich Li seiner Sache sicher.