Natrium-Festkörper-Akkumulator Leistungsfähige und sichere Batterien

Empa und Universität Genf entwickeln gemeinsam einen Prototypen einer Natrium-Festkörperbatterie.
Empa und die Universität Genf entwickeln gemeinsam einen Prototypen einer Natrium-Festkörperbatterie.

Forscher des Forschungsinstituts Empa und der Universität Genf haben einen Prototypen einer Natrium-Festkörperbatterie entwickelt. In Zukunft soll dadurch mehr Energie sicherer als in Lithium-Ionen-Batterien gespeichert werden können.

Die Nachfrage nach Batterien für den Einsatz in Elektroautos oder für die Speicherung von erneuerbarer Energie steigt stetig. Um den Erwartungen der Verbraucher nachzukommen, werden die Batterien ständig leichter, leistungsfähiger und langlebiger. Lithium-Ionen-Batterien sind aktuell weit verbreitet, sind aber immer noch relativ teuer und können bei falscher Handhabung ein Risiko darstellen.

Mitarbeiter des Forschungsinstituts Empa und der Universität Genf (UNIGE) haben nun gemeinsam einen Prototypen einer Festkörperbatterie (Solid-State Batterie) entwickelt. Damit soll mehr Energie gespeichert und ein hohes Niveau an Sicherheit sowie Zuverlässigkeit gewährleistet werden können.

Bei Lithium-Ionen-Batterien verlassen beim Aufladen die Ionen die Kathode und wandern durch den flüssigen Elektrolyten zur Anode. Damit sich keine Lithiumdendriten bilden – eine Art mikroskopisch kleiner Stalagmiten, die Kurzschlüsse in der Batterie auslösen und zu einem Brandrisiko führen können – besteht die Anode aus Graphit. Das metallische Lithium könnte die speicherbare Energiemenge steigern.

Die Forschenden von Empa und der UNIGE haben ihren Fokus auf die Festkörperbatterie gelegt. Die Technik hat das Potenzial, die zunehmende Nachfrage der Wachstumsmärkte zu decken und gleichzeitig immer leistungsfähigere Akkus mit folgenden Eigenschaften zu ermöglichen:

  • Geringere Ladezeiten
  • Grössere Energiekapazität
  • Mehr Sicherheit

Der Einsatz eines Festkörperelektrolyten unterdrückt die Bildung von Dendriten, so dass eine metallische Anode mit höherer Energiedichte eingesetzt werden kann.