Batterieforschung: Höhere Energiedichte durch simple Zellarchitekturänderung
Ein Forschungsteam am Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (ISE)(öffnet im neuen Fenster) hat eine industrienah gefertigte Pouchzelle durch eine vergleichsweise einfache Veränderung deutlich verbessert. Im besten Fall können die Batteriezellen 15 Prozent mehr Energie bei gleichem Gewicht speichern.
Das gelingt durch die Veränderung der Beschichtung der Batterieelektroden. Die übliche Dicke, die zwischen 100 und 200 Mikrometern liegt, wurde auf 800 Mikrometer erhöht. Durch diese Veränderung lässt sich die Anzahl der Stromableiter reduzieren, während das eingesparte Gewicht für aktives Material zur Kapazitätssteigerung genutzt werden kann.
Abhängig vom genauen Batterietyp und dem angedachten Einsatzgebiet steigt dem Forschungsteam nach die Energiedichte um 10 bis 15 Prozent. Das könnte vor allem in der Elektromobilität zu einer spürbaren Gewichtsreduzierung im Bereich von 100 kg führen. Die Methode wurde sowohl an Lithium-Ionen- als auch an Zink-Ionen- und Natrium-Ionen-Batterien erfolgreich getestet.
Industriefertigung mitgedacht
Weil mehrere Industriepartner an dem Forschungsprojekt beteiligt waren und teils deren Technik genutzt wurde, soll sich das Vorgehen relativ gut auf industrielle Fertigungsprozesse übertragen lassen. Ohne die Verwendung von Lösungsmitteln sollen zum Beispiel geringe Investitionskosten anfallen, während gleichzeitig der Energie- und Flächenbedarf niedrig ausfällt.
Aktuell ist laut dem Bericht aber noch unklar, ob sich die Technik tatsächlich für eine industrielle Fertigung eignet. Demnach müsste zunächst die Skalierung gelingen und sich dabei zeigen, dass die zusätzlich entstehenden Kosten dem Kapazitätsgewinn der Batteriezellen entsprechen. Dann wäre eine Batteriefertigung in Deutschland durchaus realistisch.
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