MIT-Forscher versprechen neue Fertigungstechnik für Lithium-Ionen-Akkus
Ein Hybrid-Design zwischen Flussbatterie und klassischer Lithium-Ionen-Zelle soll sowohl die Fertigungskosten senken als auch die Kapazitäten steigern.
(Bild: MIT / 24M)
Herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen bestehen aus etlichen Schichten, die mittels Wickel- oder Falttechnik übereinander gelegt werden. Dabei müssen die einzelnen Schichten aus den Aktivmaterialien sehr dünn sein, damit die durch den Separator wechselnden Ionen möglichst gleichmäßig im Aktivmaterial ein- oder ausgelagert werden. Pro Aktivmaterialschicht ist allerdings eine Metallfolie als Elektronenableiter nötig, die sich aber negativ auf die Energiedichte auswirkt – sie ist schließlich totes Material ohne Speicherkapazität.
(Bild: MIT / 24M)
Nun haben Forscher des MIT eine neuartige Zelltechnologie vorgestellt, deren Aktivmaterialschichten deutlich dicker sind. Für eine gute "Durchmischung" soll sorgen, dass die Aktivmaterialien nicht als Feststoff vorliegen, sondern als flüssige Suspension. Anders als beim Konzept der Flussbatterie müssen die Materialien aber nicht aktiv durch die Zelle gepumpt werden. Durch dickere Schichten werden insgesamt weniger Schichten notwendig, was auch weniger totes Material bedingt wie etwa Ableiter – bis zu 80 Prozent sollen sich einsparen lassen.
Kosten senken und Kapazität steigern
Nicht nur der Materialverzicht soll die neuen Zellen günstiger machen, sondern auch der Wegfall eines energieintensiven Fertigungsschritts: Bei klassischen Zellen werden die festen Aktivmaterialien in der Fertigung in flüssiger Form aufgetragen, woraufhin sie erst getrocknet werden müssen. Mit der neuen Technik sollen sich auch kleinere Fertigungsanlagen rentieren beziehungsweise Fertigungskapazitäten einfach um weitere Maschinen erweitern lassen, da die Fertigungsstraßen kürzer werden.
(Bild: MIT / 24M)
Die flüssigen Inhaltsstoffe machen die Zellen zudem ausgesprochen flexibel, so lassen sie sich nach Belieben knicken oder anderweitig verformen. Dennoch denken die Forscher derzeit nicht an Wearables oder andere Mobilgeräte wie etwa Smartphones: Zunächst wolle man sich auf Energiespeichersysteme für Stromnetze konzentrieren. Dies lässt vermuten, dass die neuartige Technik noch nicht an die Energiedichten herankommt, die derzeit bei Mobilgeräten gängig sind. Zur Fortentwicklung des Verfahrens hat das MIT das Startup 24M ausgegründet. (mue)
