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Durchbruch bei der Batterieentwicklung

Anode mit hoher Energiedichte ermöglicht ultraschnelles Laden

16. Mai 2024, 10:07 Uhr | Kathrin Veigel

Knopfzellen beim Zyklisieren

Eine der größten Herausforderungen bei Batterien mit Lithium-Metall-Folien als Anode ist die Bildung von Dendriten beim schnellen Laden und Entladen. Dies stellt letztlich ein Sicherheitsrisiko dar. Das Berliner Batterieunternehmen Theion hat nun mit einer Neuentwicklung eine Lösung dafür gefunden.

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Im Zuge der Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien hat der Batteriehersteller Theion eine Polymer-Struktur mit speziellen Beschichtungen als Ersatz für herkömmliche Anodenmaterialien wie Graphit, Silizium oder Lithium-Metall entwickelt und erfolgreich mehr als 2.000 Lade- und Entladezyklen erreicht. Dies wurde von einem unabhängigen Forschungsinstitut in Deutschland bestätigt.

Die Herstellung einer solchen langlebigen, leichten Anode ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für Lithium-Schwefel-Batterien, die die dreifache Energiedichte bei nur einem Drittel der Kosten im Vergleich zu heutigen konventionellen Lithium-Ionen-Batterien bieten. »Mit unserer über mehrere tausend Zyklen optimierten und getesteten Anodenstruktur haben wir das Dendriten- und Schnellladeproblem von Lithium-Metall-Folien erfolgreich gelöst. Dies ist eine Schlüsselkomponente für unsere Hochleistungs-Lithium-Schwefel-Zelle«, erklärt Dr. Ulrich Ehmes, CEO von Theion.

Bestens geeignet für elektrische Luftfahrt

Theions Durchbruch bei der leichten und schnell aufladbaren Batteriechemie macht Lithium-Schwefel-Batterien optimal geeignet für elektrische Antriebe in der Luftfahrt, wie zum Beispiel eVTOLs und traditionelle Propellerflugzeuge.

»Der grundlegende Unterschied zwischen Schwefel und bestehenden LFP-, NMC- oder anderen auf Transfer-Metallen basierenden Kathoden besteht darin, dass Schwefel als Mehrstufen-Redox-Konversions-Kathode in der Lage ist, 16 Elektronen zu mobilisieren, während beispielsweise eine LFP-Kathode nur ein Elektron mobilisieren kann. Letztendlich ist es die Energiedichte von 16 Elektronen im Vergleich zu einem Elektron, die die Räder eines Elektroautos zum Drehen bringen oder die Propeller eines Elektroflugzeugs antreiben«, so Marek Slavik, Mitbegründer von Theion.

Die neue Entwicklung des Batterieunternehmens hat bereits großes Interesse bei führenden Unternehmen der Luftfahrtindustrie geweckt, um sie auf ihrem Weg zum elektrischen Fliegen zu unterstützen.