Forschung Akku mit 30 Prozent höherer Energiedichte

Neue Materialien im Prototyp von NEC erhöhen die Energiedichte des Akkus.
Neue Materialien im Prototyp von NEC erhöhen die Energiedichte des Akkus.

Das japanische Unternehmen NEC hat die Energiedichte eines speziellen Lithium-Ionen-Akkus um 30 Prozent erhöht. Der neu entwickelte Prototyp verfügt über Mangan-basierte Kathoden und enthält eine neuartige Elektrolytlösung.

Die höhere Energiedichte bewirkt NEC durch eine Erhöhung der durchschnittlichen Betriebsspannung des Akkus von 3,8 auf 4,5 V. Dazu setzt das Unternehmen Kathoden mit Spinell-Struktur ein, die auf Mangan basieren und zusätzlich mit Nickel versetzt sind. Damit steigt die Energiedichte von 150 Wh/kg auf 200 Wh/kg – der Prototyp wiegt also etwa 30 Prozent weniger als ein herkömmlicher Akku mit derselben Energiedichte, umgekehrt speichert er mehr Energie als Akkus mit demselben Gewicht.

Die höhere Spannung erleichtert jedoch die Oxidation an der Stelle, an der die Oberfläche der Kathoden mit der Elektrolytlösung in Kontakt kommt. Deshalb hat NEC das bisherige, auf Karbonat basierende, Lösungsmittel durch ein fluorhaltiges ersetzt, und so eine Elektrolytlösung erhalten, die gegen Oxidation resistent ist. Nach 500 Lade- und Entladezyklen bei 20 °C beträgt die Ladekapazität der neuen Akkus noch 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität, bei 45 °C bleiben noch 60 Prozent der Kapazität übrig. Zukünftig sollen diese Akkus die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöhen und gleichzeitig das Gesamtgewicht verringern.