Elektroauto: MIT-Forscher entwickeln Akkus mit halbfester Speicherschicht

Bruchsicher, flexibel und vor allem viel günstiger in der Herstellung: US-Forscher haben ein neues Verfahren für die Produktion von Akkus entwickelt. Sie sollen sich unter anderem für Elektroautos eignen.

Artikel veröffentlicht am 30. Juni 2015, 12:05 Uhr, Werner Pluta

Akku mit halbfesten Elektroden: Herstellungskosten um die Hälfte gesenkt (Bild: 24M)

Ein neues Herstellungsverfahren soll Lithium-Ionen-Akkus leistungsfähiger und günstiger machen. Entwickelt wurde es vom Team um Yet-Ming Chiang, Materialwissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Gründer der Unternehmen 24M und A123. Die Forscher stellen ihr Konzept in der Fachzeitschrift Journal of Power Sources vor.

Der Akku basiert auf einem Konzept, das Chiang vor einigen Jahren vorgestellt hat: Die Elektroden bestehen aus einem gallertartigen Material - bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus sind die Elektroden aus einem festen Material. Vorteile dieser halbfesten Akkus sind, dass sie weniger Material benötigen und dass bei der Herstellung ein teurer Produktionsschritt entfällt.

Halbfeste Elektroden sind dicker

Da die Elektroden nicht fest sind, werden die Transportwege für geladene Teilchen durch das Material deutlich kürzer. Dadurch können die Elektroden dicker ausfallen als bei Akkus mit festen Elektroden. Das spart Material: Eine Lithium-Ionen-Akkuzelle besteht aus mehreren Elektrodenschichten, die jeweils durch eine Metallfolie getrennt sind. Da die halbfesten Elektroden dicker sind, hat eine Zelle weniger Schichten, braucht also weniger Trennmaterial.

Das Elektrodenmaterial wird bei der Herstellung in flüssigem Zustand auf ein Trägermaterial aufgebracht. Da die Elektroden gallertartig bleiben, entfällt nach Angaben der MIT-Forscher das Trocknen. Bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus wird für diesen Prozess viel Energie aufgewendet.

Der Akku ist formbar

Der Akku ist aber nicht nur günstiger in der Produktion - die MIT-Forscher sagen, es sei ihnen gelungen, die Herstellungskosten um die Hälfte zu senken. Da die Elektroden nicht starr sind, kann der Akku auch verformt werden. Das macht den Akku robuster. Außerdem ist es dadurch möglich, den Akkus alle möglichen Formen zu geben.

24M hat auf einer Prototyp-Fertigungsanlage bereits 10.000 Akkus dieses Typs gebaut. Die Anlage wird jetzt von Auftragsherstellern getestet. 24M will die Akkus zunächst als Speicher in Stromnetzen einsetzen, in denen etwa Energie aus erneuerbaren Quellen zwischengespeichert wird. Zudem sollen sie sich gut für Anwendungen eignen, bei denen es auf Gewicht und Volumen ankommt, etwa Elektroautos.