Akkuforschung: Wie Lithium-Akkus noch mehr Energie speichern sollen

In der Theorie können Lithium-Ionen-Akkus mehr als dreimal so viel Energie speichern wie bislang. Wie kann es in der Praxis mehr werden?

6. Januar 2021 um 12:01 Uhr / Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

Bei Teslas Battery Day stand die Optimierung der Akkus im Vordergrund. Bild: Tesla

Lithium-Ionen-Akkus werden immer günstiger und speichern gleichzeitig immer mehr Energie. Das ist kein Widerspruch, denn kleinere Akkus verursachen weniger Kosten in der Herstellung. Das Ende dieser Entwicklung ist längst nicht erreicht. In der Theorie reicht ein Kilogramm gebräuchliches Kathodenmaterial aus, um mehr als 1.000 Wattstunden (Wh) Energie zu speichern. Die Theorie wird in der Praxis zwar nie erreicht werden. Jedoch ist fortgeschrittene Technik von Magie manchmal kaum zu unterscheiden. Wo können die Ingenieure also noch zaubern?

In der Praxis erreichen Lithium-Ionen-Akkus heute nur etwa 270 Wh/kg. Das bedeutet sehr viel ungenutztes Potenzial – es braucht also gar keine Magie, um die Energiedichte von Akkus weiter zu steigern. Viel Forschung konzentriert sich auf die Suche nach besseren Materialien für die Kathode, dem Herzstück des Akkus. Dort finden die chemischen Reaktionen statt. Aber auch die beste Kathode nützt nichts, wenn der Rest des Akkus, der dafür sorgt, dass die Energie kontrolliert aufgenommen, gespeichert und wieder abgegeben wird, zu viel wiegt. Nur mit vielen kleinen und großen Verbesserungen können die Ingenieure die Praxis näher an die Theorie heranbringen.