Lithium-Ionen-Technologie Glas oder Keramik lässt Litium-Polymere alt aussehen

Batterien, in denen Glas oder Keramik leiten, sollen in Minuten statt Stunden aufgeladen sein und länger halten.
Batterien, in denen Glas oder Keramik leiten, sollen in Minuten statt Stunden aufgeladen sein und länger halten.

Ein neuartiger Schnelllade-Akku auf Basis einer Technologie des Nobelpreisträgers John Goodenough soll in Minuten statt Stunden aufgeladen sein. Die kanadische Firma Hydro-Québec, die auch mit Mercedes-Benz an Batterien für Elektroautos arbeitet, rechnet schon 2022 mit der Marktreife.

2019 wurde John Goodenough zusammen mit zwei Kollegen für die Erfindung des Lithium-Ionen-Akkus mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Doch längst hat der Wissenschaftler neue Batterietechnologien erforscht. An der Universität Texas hat der mittlerweile fast 100-jährige zusammen mit Maria Helena Braga von der Uni Porto einen Schnellade-Akku entwickelt, in dem Glas oder Keramik statt Lithium-Polymere stecken und der damit in Minuten aufgeladen sein soll.

Die beiden Forscher entwickelten einen wiederaufladbaren Festkörper-Lithium-Akkumulator, der ein mit Alkalimetallen dotiertes Glas als Elektrolyt für die Batterie verwendet. In heutigen Batterien ist der Elektrolyt, also das leitende Material zwischen Kathode und Anode, oft eine Flüssigkeit, die zumeist brennbar und potenziell anfällig für Batteriebrände ist.

Braga sagt, dass ihre und Goodenoughs Batterie eine hohe Kapazität hat, sich in "Minuten statt Stunden" aufladen lässt und sowohl bei heißem als auch bei kaltem Wetter gut funktioniert. Der Festkörperelektrolyt ist zudem nicht brennbar. Die damit ausgestatteten Akkus sollen eine mehr als dreimal so hohe Energiedichte wie aktuelle Lithium-Ionen-Akkus besitzen und über eine deutlich längere Lebensdauer verfügen.

Nach Angaben des Fachmagzins IEEE Spectrum hat sich die kanadische Firma Hydro-Québec die Technologie lizensieren lassen und arbeitet mit Hochdruck daran, diese bis 2022 zur Marktreife zu bringen. Das Unternehmen arbeitet nach eigenen Angaben schon seit 1967 in der Batterieforschung, Goddenough ist Hydro-Québec schon seit mehr als 25 Jahren wissenschaftlich verbunden. Auf dem deutschen Markt machte das Unternehmen erst im Januar von sich reden, als es eine Partnerschaft mit Mercedes-Benz für die Batterieherstellung für Elektroautos verkündetete. Die mit dem Autobauer entwickelten Akkus setzen auch auf Festkörper, liegen aber eine Evolutionstsufe hinter der jetzt vorgestellten Schnellade-Technologie.

"Es kann Glas oder Keramik sein, aber es ist kein [Lithium-]Polymer", sagt Karim Zaghib von Hydro-Québec über die Elektrolyten der Goodenough/Braga-Batterie. "Bei Daimler ist es eine organische Verbindung, bei John Goodenough eine anorganische. Die anorganische Verbindung hat eine höhere Ionenleitfähigkeit als das Polymer." Das bedeutet, dass die Ionen leichter zwischen Kathode und Anode hin und her pendeln können, was die Kapazität, Ladegeschwindigkeit und weitere Leistungskennzahlen einer Batterie verbessern könnte.

"In den nächsten zwei Jahren werden wir Forschung und Entwicklung vorantreiben, um das Konzept und die Materialien zu skalieren und auf den Markt zu bringen", läßt Hydro-Québec verlauten.