Technology
Samsung SDI präsentiert neuen Elektrolyt für Lithium-Metall-Batterien
Bild (c): Adobe Stock
Der südkoreanische Batteriekonzern Samsung SDI hat eine neue Elektrolytformulierung für Lithium-Metall-Batterien vorgestellt. Die Entwicklung erfolgte in Zusammenarbeit mit der Columbia University sowie dem eigenen R&D-Netzwerk in Südkorea und den USA.
Lithium-Metall-Batterien gelten als eine der vielversprechendsten Zukunftstechnologien im Batteriebereich, da sie eine bis zu 1,6-fach höhere Energiedichte als herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen erreichen. Das bedeutet für Anwendungen wie Elektrofahrzeuge oder mobile Geräte, dass bei gleicher Batteriegröße deutlich mehr Energie gespeichert werden kann oder die Batterie bei gleicher Reichweite leichter und kompakter ausfallen könnte. Allerdings waren bislang die kurze Lebensdauer und Sicherheitsrisiken die Haupthindernisse für eine kommerzielle Nutzung.
Der südkoreanische Batteriekonzern Samsung SDI hat eine neue Elektrolytformulierung für Lithium-Metall-Batterien vorgestellt. Die Entwicklung erfolgte in Zusammenarbeit mit der Columbia University sowie dem eigenen R&D-Netzwerk in Südkorea und den USA.
Lithium-Metall-Batterien gelten als eine der vielversprechendsten Zukunftstechnologien im Batteriebereich, da sie eine bis zu 1,6-fach höhere Energiedichte als herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen erreichen. Das bedeutet für Anwendungen wie Elektrofahrzeuge oder mobile Geräte, dass bei gleicher Batteriegröße deutlich mehr Energie gespeichert werden kann oder die Batterie bei gleicher Reichweite leichter und kompakter ausfallen könnte. Allerdings waren bislang die kurze Lebensdauer und Sicherheitsrisiken die Haupthindernisse für eine kommerzielle Nutzung.
Das zentrale Problem bei Lithium-Metall-Batterien sind sogenannte Dendriten: feine lithiumhaltige Kristallstrukturen, die sich im Ladeprozess an der Anode bilden und dabei sogenannte Separatoren durchstoßen können. Solche Durchstiche führen zu internen Kurzschlüssen und stellen ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Gleichzeitig mindern sie die Lebensdauer des Akkus erheblich.
Samsung SDI und seine Forschungspartner entwickelten dafür einen fluoridbasierten Gel-Polymer-Elektrolyten, der an der Anodenoberfläche eine stabile Grenzschicht erzeugt. Diese Schicht soll die Bildung von Dendriten effektiv verhindern und somit für eine wesentlich höhere Zyklenstabilität und Sicherheit der Zellen sorgen. Das Team bezeichnet dies als einen Durchbruch, der die jahrzehntelange Herausforderung der Dendritenbildung in Lithium-Metall-Zellen adressiert.
Die Forscher betonen, dass diese Entwicklung „einen Schritt näher zur Kommerzialisierung von Lithium-Metall-Batterien“ bringt. Der neue Elektrolyt könnte nicht nur für Elektrofahrzeuge, sondern auch für andere energieintensive Anwendungen wie tragbare Elektronik oder stationäre Energiespeicher erhebliche Vorteile bieten, wenn die Technologie in großem Maßstab skaliert wird.
Trotz der Fortschritte bleiben Herausforderungen bestehen, wie die Forscher ebenfalls mitteilten. So muss die industrielle Umsetzung dieser neuen Elektrolytlösung in serienreifen Zellen noch erprobt werden, und wichtige Parameter wie Produktionskosten, Langzeitstabilität unter realen Bedingungen und die Integration in komplette Batteriesysteme müssen im Rahmen von Pilotprojekten validiert werden.