Die Serienreife der Feststoffbatterie lässt auf sich warten, denn es tauchen immer neue Probleme auf. So hat ein Forscher-Team der Technischen Universität München (TUM) gezeigt, dass Lithium-Dendriten – feine Metallstrukturen, die in Lithium-Metall-Batterien Kurzschlüsse verursachen können – nicht nur an den Elektroden wachsen, sondern auch im polymerbasierten Elektrolyten. Da Lithium-Metall-Batterien eine höhere Energiedichte als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien bieten, gelten sie auch als vielversprechende Speichertechnologien für den Einsatz in E-Autos. Allerdings bremsen die Lithium-Dendriten bisher die Kommerzialisierung dieser Technologie. Sie können die Trennschicht zwischen Anode und Kathode durchstossen und einen Kurzschluss verursachen. Bisher war man überzeugt davon, dass feste polymere Elektrolyte dieses Problem lösen könnten. In Speziallabors erstellte Aufnahmen zeigen nun aber, dass sich Lithium auch im Inneren des Elektrolyten ablagert. Im Verlauf mehrerer Ladezyklen verschlechtert die Bildung metallischen Lithiums dann den Ionentransport, und die Zelle wird träger und ineffizienter. Die neuen Erkenntnisse haben nun Konsequenzen für die Weiterentwicklung von Festkörperbatterien. Denkbar seien polymerbasierte Elektrolyte mit gezielter Molekülarchitektur, die die Beweglichkeit von Lithiumionen verbessert, ohne das Risiko metallischer Ablagerungen zu erhöhen. Auch Additive könnten eine Rolle spielen.
Lösungen für diese Probleme dürften also auch von Ampere gesucht werden, dem EV- und Software-Player der Renault Group. Ampere hat mit Basquevolt eine Entwicklungsvereinbarung unterzeichnet, um die Entwicklung und Validierung von Lithium-Metall-basierten Batterien für Elektroautos zu beschleunigen. Nach bereits mehr als zwölf Monaten der Zusammenarbeit zeigt Basquevolt, dass durch die neue Technologie eine hohe Energiedichte erreicht werden kann und sich gleichzeitig niedrigere Gesamtkosten für das Batteriepaket ergeben können.
Auf dem Weg zur Feststoffbatterie
