Lithium-Ionen-Zellen Batterien mit 10.000 Ladezyklen

Das ZSW hat von der neuen Batterie eine Kleinmusterserie im 18650er Format hergestellt.
Das ZSW hat von der neuen Batterie eine Kleinmusterserie im 18650er Format hergestellt.

Mehr als 10.000 volle Ladezyklen erreichen die Lithium-Ionen-Akkus der Wissenschaftler am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Damit übertrifft die Zyklenstabilität, eine Kennziffer für die Lebensdauer, den internationalen Stand der Technik.

Das ZSW führte die Zellauslegung durch, entwickelte den Herstellprozess und stellte eine Kleinmusterserie im 18650er-Format her. Die neue Technik schafft die Basis für die Herstellung von Pouch-Zellen und großen prismatischen Zellen. Sie sollen in Elektroautos und als Solarstromspeicher eingesetzt werden.

»Nach 10.000 vollständigen Lade- und Entladevorgängen mit einem kompletten Lade- und Entladezyklus pro Stunde weisen unsere Lithium-Akkus immer noch mehr als 85 Prozent der Ausgangskapazität auf«, berichtet Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens, Leiterin des Fachgebiets Akkumulatoren Materialforschung in Ulm. Nach den Bedingungen der Automobilfirmen müssen im Bereich der Elektromobilität Batterien mindestens zehn Jahre lang ihren Dienst tun können, ohne dass die Akkukapazität unter 80 Prozent des Nennwertes absinkt.

Das fundierte Verständnis des Institutes für angewandte Forschung in Ulm über die Vorgänge in der Zelle führte auch bei den anderen Kennzahlen zu guten Werten. Die Leistungsdichte der Zelle beträgt 1100 W/kg und liegt damit auf internationalem Niveau. Für ein Elektrofahrzeug bedeutet diese Zahl kurze Ladezeiten und ein gutes Beschleunigungsvermögen.

Die semiautomatische Fertigung der kleinen Zellen erfolgte an einer Anlage im ZSW-Labor für Batterietechnologie eLaB in Ulm. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) förderte die Zellentwicklung. In einem nächsten Schritt wollen die Forscher und Ingenieure am ZSW Elektroden für große prismatische Lithium-Zellen gemeinsam mit Partnern aus der Industrie entwickeln.