Li-Ionen-Akku lädt in fünf Minuten auf 90 Prozent

Bisher hatten gängige Li-Ionen-Zellen den Nachteil, dass sie nur relativ kleine Ladeströme vertrugen und daher lange Ladezeiten benötigen. Toshiba hat nun eine Bauform entwickelt die das Laden in wenigen Minuten erlaubt.

Weniger als fünf Minuten Ladezeit braucht ein SCiB-Akku nach Angaben von Toshiba um auf 90 Prozent seiner Nennkapazität geladen zu werden. Die "Super Charge ion Battery" (SCiB) hat mit 2,4 V allerdings eine deutlich niedrigere Zellenspannung als andere Li-Ionen-Akkus (4,2 V oder 3,6 V).

Die Forscher bei Toshiba haben für diesen Schnellade-Li-Ionen-Akku ein neues Kathodenmaterial, neue Separatoren und einen neuen Elektrolyten entwickelt und mussten auch einen dazu passenden Fertigungsprozess erarbeiten. Dank der hohen thermischen Stabilität des neuen Kathodenmaterials und dem hohen Siedepunkt des Elektrolyten soll die SCiB-Zellenstruktur beständig gegen internen Kurzschluss und thermischen Durchbruch sein. Die Gefahr einer Zerstörung oder eines Brandes beziffert Toshiba als sehr gering.

Nach 3000 Schnellade-Zyklen verliert die SCiB-Zelle weniger als 10 Prozent ihrer Nennkapazität - mehr als 5000 Lade-Entlade-Zyklen sind möglich. Dies entspricht einer Lebensdauer von über 10 Jahren bei täglichem Laden und Entladen. Den maximalen Ladestrom für eine SCiB-Zelle beziffert Toshiba mit 50 A. Damit kann eine Zelle innerhalb von fünf Minuten zu 90 Prozent aufgeladen werden.

Die Eigenschaft hohe Leistungen zu verarbeiten, hohe Stromstärken aufzunehmen und abzugeben, macht die SCiB-Zelle vergleichbar mit Doppelschichtkondensatoren. Selbst bei niedrigen Temperaturen bis zu - 30 °C können die Schnelllade-Li-Ionen-zellen von Toshiba betrieben werden. Bei - 30 °C haben sie noch eine Kapazität von über 80 Prozent des Nennwertes.

Die ersten SCiB-Akkus - Einzelzellen mit 2,4 V und 4,2 Ah oder Akku-Packs mit 24 V und 4,2 Ah - will Toshiba im März 2008 ausliefern. Sie sollen in der Industrie, in Werkzeugen und Elektro-Fahrzeugen wie z.B. Gabelstaplern aber auch in Elektrofahr- und Elektromotorrädern und im Automobilbau als Energiespeicher bei Hybrid-Antrieben eingesetzt werden.