News

Artikel merken

Auf dem Weg zum Wunderakku: Ein Löffel Zucker stärkt Lithium-Schwefel-Batterien

Süßes muss nicht immer schaden. Das gilt zumindest für Batterien, wie ein australisches Forscherteam eindrucksvoll zeigen konnte.

Lesezeit: 2 Min.

Batterien in modernen E-Autos, hier: Hyundais Plattform E-GMP. (Bild: Hyundai)

Lithium-Schwefel-Batterien weisen ein geringes Gewicht und eine hohe Ladekapazität auf. Mit der bis zu fünffachen Kapazität bei gleicher Größe wären sie also weitaus besser für den Einsatz in Elektrofahrzeugen geeignet als es die aktuellen Lithium-Ionen-Akkus sind.

Der Haken an der Sache: Lithium-Schwefel-Batterien gehen zu schnell kaputt. Bei nur zwischen 50 und 100 Ladezyklen braucht über den Einsatz in Elektroautos gar nicht erst nachgedacht zu werden. Schon im Februar 2021 konnten wir über einen Durchbruch bei der Technologie berichten. Einem koreanischen Forscherteam war es gelungen, zu zeigen, dass sich der inhärente Selbstzerstörungsprozess der Lithium-Schwefel-Batterie durch den Zusatz von Kobalt-Oxalat deutlich verlangsamen ließ.

Jetzt hat ein Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an der Monash-University in Australien einen Weg gefunden, die Selbstzerstörung der negativen Lithium-Elektrode zu verhindern. Die wurde bislang durch Schwefelverunreinigungen, die eine Schicht auf der Elektrode bilden und somit ihre Leitfähigkeit unterbrechen, zerstört. Das Team war also auf der Suche nach einem Stoff, der die Bildung der Ablagerung verhindert.

Lösung für Langlebigkeit: Zucker

Sie fanden ihn in einem Löffel Zucker. Der Zucker wurde in das Material der Elektrode verarbeitet. Fortan konnte sich kein Schwefel mehr auf der Elektrode ablagern. Den Prozess stellt das Team ausführlich in einer Arbeit auf Nature vor.

Fast fertig!

Bitte klicke auf den Link in der Bestätigungsmail, um deine Anmeldung abzuschließen.

Du willst noch weitere Infos zum Newsletter? Jetzt mehr erfahren

Schematische Darstellung: Roter Pfeil zeigt Effekt ohne, grüner Pfeil mit Zucker. (Screenshot: t3n / Nature)

So konstruierte Lithium-Schwefel-Batterien sollen problemlos auf 1.000 Ladezyklen und mehr kommen. Dass das noch nicht reicht, ist den Forschenden an der Monash-University klar. Immerhin halten moderne Lithium-Ionen-Akkus in Elektrofahrzeugen bis zu 2.000 Ladezyklen, was etwa zehn Jahren Fahrbetrieb entspricht, durch.

Deshalb wollen sie weitere Schutzmaßnahmen für die Lithium-Metall-Anode entwickeln. Schon vor etwa einem Jahr hatte das gleiche Team eine Methode entwickelt, die positive Schwefelelektrode zu stabilisieren, indem sie ein Bindemittel integriert hatten, dass dafür sorgt, dass die Elektrode die Materialbewegungen während des Ladevorgangs unbeschadet übersteht.

Vorteile der Lithium-Schwefel-Technologie: Billiger und mehr Reichweite

Der Reiz der Technologie ist auf den ersten Blick ersichtlich. Lithium-Schwefel-Batterien sind mindestens um 20 Prozent günstiger herzustellen als solche mit Lithium-Ionen-Technik. Zudem sollen sie die bis zu fünffache Kapazität aufweisen. Ein Elektrofahrzeug, das mit aktuellen Batterien also rund 500 Kilometer Reichweite schafft, würde mit den günstigeren Lithium-Schwefel-Batterien rund 2.500 Kilometer mit einer Ladung fahren können.

Alternativ könnte das Gewicht des Fahrzeugs bei gleicher Reichweite reduziert werden. Dieser Effekt wird allerdings teils dadurch aufgefressen, dass die volumetrische Energiedichte bei Lithium-Schwefel-Batterien nur etwa halb so hoch wie in Lithium-Ionen-Akkus ist. Realistisch erschiene daher wohl ein Fahrzeug mit heutigem Gewicht und einer Reichweite von rund 1.200 Kilometern.

Das könnte dich auch interessieren

Bitte beachte unsere Community-Richtlinien

Wir freuen uns über kontroverse Diskussionen, die gerne auch mal hitzig geführt werden dürfen. Beleidigende, grob anstößige, rassistische und strafrechtlich relevante Äußerungen und Beiträge tolerieren wir nicht. Bitte achte darauf, dass du keine Texte veröffentlichst, für die du keine ausdrückliche Erlaubnis des Urhebers hast. Ebenfalls nicht erlaubt ist der Missbrauch der Webangebote unter t3n.de als Werbeplattform. Die Nennung von Produktnamen, Herstellern, Dienstleistern und Websites ist nur dann zulässig, wenn damit nicht vorrangig der Zweck der Werbung verfolgt wird. Wir behalten uns vor, Beiträge, die diese Regeln verletzen, zu löschen und Accounts zeitweilig oder auf Dauer zu sperren.

Trotz all dieser notwendigen Regeln: Diskutiere kontrovers, sage anderen deine Meinung, trage mit weiterführenden Informationen zum Wissensaustausch bei, aber bleibe dabei fair und respektiere die Meinung anderer. Wir wünschen Dir viel Spaß mit den Webangeboten von t3n und freuen uns auf spannende Beiträge.

Dein t3n-Team

3 Kommentare
Paul
Paul

Wenn man nur 1000 Ladezyklen statt 2000 hat, dafür aber 4x so weit fahren kann und dabei noch 20% billiger ist – dann kann ich doppelt so weit fahren für 20% weniger Geld. Die Probleme müssen woanders liegen bei dieser Technik.

Antworten
Dieter Petereit

Nein. Wie Sascha bereits kommentiert hat. Die Serienreife ist schlicht noch nicht gegeben.

Antworten
Sascha
Sascha

Das sind bisher nur Labor-Ergebnisse. Zwischen Labor und industrieller Fertigung liegen noch viele Hürden.

Antworten

Melde dich mit deinem t3n Account an oder fülle die unteren Felder aus.

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus!

Hallo und herzlich willkommen bei t3n!

Bitte schalte deinen Adblocker für t3n.de aus, um diesen Artikel zu lesen.

Wir sind ein unabhängiger Publisher mit einem Team von mehr als 75 fantastischen Menschen, aber ohne riesigen Konzern im Rücken. Banner und ähnliche Werbemittel sind für unsere Finanzierung sehr wichtig.

Schon jetzt und im Namen der gesamten t3n-Crew: vielen Dank für deine Unterstützung! 🙌

Digitales High Five
Holger Schellkopf (Chefredakteur t3n)

Anleitung zur Deaktivierung

Artikel merken

Bitte melde dich an, um diesen Artikel in deiner persönlichen Merkliste auf t3n zu speichern.

Jetzt registrieren und merken

Du hast schon einen t3n-Account? Hier anmelden

oder