Flexibler Akku: Batterie aus Hydrogel funktioniert verformt und gedreht

Der ungiftige und nicht brennbare Energiespeicher lässt sich sogar zerschneiden und wieder zusammensetzen. Auch die Akkuleistung stimmt, teilweise.

24. April 2025 um 10:24 Uhr / Mario Petzold

Die LED auf der Oberseite leuchtet selbst beim Durchstoßen mit Nadeln weiter. Bild: Peisheng He, Jong Ha Park, et al.

Batterien in tragbaren Geräten, in Uhren oder sogar in Kleidung sicherer zu machen, hat sich ein Forschungsteam der University of California Berkeley vorgenommen. Der neuartige Lithium-Ionen-Akku lässt sich komplett verdrehen, falten, strecken und stauchen, kann außerdem punktiert und vollständig durchtrennt werden. Nach dem Zusammensetzen heilt er sich selbst und erhält in den Laborversuchen 90 Prozent seiner Kapazität zurück.

Im Unterschied zu früheren Versuchen mit solchen Softbatterien wird laut der Studie in Science Advances insbesondere auf giftige Fluoride verzichtet. Zudem ist der Anteil des Wassers im Hydrogel geringer, was die Zellspannung positiv beeinflusst. Sie liegt der Messung nach bei knapp 3 Volt.

Die hohe Leitfähigkeit trotz des Verzichts auf Fluoride wird durch Zwitterionen erreicht. Diese weisen zwei funktionale Gruppen auf, so dass mit dem Lithiumsalz als auch mit Wasser starke Wechselwirkungen stattfinden.

Kaum praxisreif

Insgesamt zeigt sich der Akku dadurch unbedenklicher als frühere Versuche mit flexiblen Materialien. Er kann durch den Wasseranteil nicht in Brand geraten und funktioniert auch bei Feuchtigkeit. Der Elektrolyt in normalen Lithium-Ionen-Akkus hingegen darf keinesfalls feucht werden, da sich die Batterieleistung dadurch erheblich verschlechtert.

Dagegen präsentiert sich der Akku mit dem neu entwickelten Hydrogel nahezu unverwüstlich. Das gilt auch für die elektrischen Eigenschaften. Nach 500 Ladezyklen im Labor lag die Kapazität der Batterie noch bei 95 Prozent. Hierbei schneiden kommerzielle Akkus nicht besser ab.

Auch ein mögliches Einsatzgebiet nennt Co-Autor Liwei Lin. Als Armband einer Smartwatch könnte deren Laufzeit durch den wesentlich größeren Akku vervielfacht werden. Bis es so weit ist, muss jedoch weiter geforscht werden. Die gemessene Energiedichte ist beim aktuellen Prototyp zehnmal geringer als bei aktuellen Lithium-Ionen-Akkus.

Soll die Smartwatch also nicht gleichzeitig eine Gewichtsmanschette sein, muss der flexible Akku noch weiter verbessert werden.