Ein europäisches Forschungskonsortium hat mithilfe eines neuen Herstellungsverfahrens den Prototyp einer Feststoffbatterie produziert, das Berichten zufolge hohe Energiedichten erreicht und in modernen Produktionslinien für Lithium-Ionen-Batterien implementiert werden kann.
von pv magazine Deutschland
Europäische Forscher haben den Prototyp einer Lithium-Metall-Batterie mit festem Elektrolyt entwickelt, die eine um 20 Prozent höhere Energiedichte bietet als aktuelle Lithium-Ionen-Batterien.
Das aus 14 europäischen Forschungsinstituten und Partnern bestehende Konsortium „SOLiDIFY“ entwickelte eine Batterie mit einer Pouch-Zelle mit einer Energiedichte von 1,070 Wh/L, verglichen mit 800 Wh/L bei Standard-Lithium-Ionen-Batterien.
Das Konsortium hat im belgischen Forschungslabor EnergyVille eine Pouch-Zelle mit einer Energiedichte von 1,070 Wh/L entwickelt. Die Gruppe erklärte, dass moderne Lithium-Ionen-Batterien nur etwa 800 Wh/L erreichen.
Das Team verwendete eine dicke Kathode aus Nickel, Mangan und Kobalt (NMC) mit einer dünnen Lithiummetallanode und einem dünnen Separator aus festem Elektrolyt. Solvionic, ein in Frankreich ansässiges Technologieunternehmen, entwickelte den Festkörperelektrolyten unter Verwendung eines polymerisierten Nanokompositmaterials auf Basis einer ionischen Flüssigkeit, das speziell für den Prototyp entwickelt wurde.
Der Elektrolyt wechselte seine Phase von flüssig zu fest, was das Auftragen dünner Elektrolytschichten von 20 Mikrometern auf 100 Mikrometer große Kathoden ermöglichte. Dieser Fortschritt ermöglicht die Herstellung kompakter Batteriezellenstapel und höherer volumetrischer Energiedichten.
Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa hat für den neuen Ansatz bereits ein Patent angemeldet.
Das Konsortium entwickelte einen Herstellungsprozess, der bei Raumtemperatur abläuft und vorhandene Produktionslinien für Lithium-Ionen-Batterien nutzt.
Die Gruppe schätzt die Kosten der Batterien auf 150 Euro (166 Dollar) pro Kilowattstunde. BloombergNEF schätzt derzeit dagegen, dass sie für Lithium-Eisenphosphat-Batterien 67 Euro pro Kilowattstunde und für NMC-Batterien mit hohem Nickelgehalt 93 Euro pro Kilowattstunde kosten.
Laut Empa ist ein Preis von 150 Euro/kWh immer noch ein bezahlbarer Technologietransfer in der Industrie.
Die Konsortialpartner haben die Ladezeit der Zelle auf drei Stunden reduziert und ihre thermische Stabilität im Vergleich zu Lithium-Ionen-Zellen verbessert.
Die Forscher erklärten, dass sie im nächsten Schritt eine Weiterentwicklung der Technologie planen.
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Quelle aus pv Magazin
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