Elektromobilität Lithium-Ionen-Batterien: eine Menge Potenzial

Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien ist noch lange nicht am Ende und auch bei der potenziellen Nachfolgerin mit Feststoff-Elektrolyt ist die optimale Werkstoffkomposition noch nicht gefunden. Die technischen Ansätze sind vielfältig – und oft nur wenig erforscht.

Für die Kathode, die Anode und den Elektrolyten von Lithium-Ionen-Batterien gibt es unendlich viele potenzielle Werkstoffkombinationen. Aber nur etwa zwei bis drei Dutzend entsprechen den Anforderungen der Serie, allen voran die Lithium-Ionen-Batterie. Gegenüber anderen hoch gehandelten Lithium-Technologien – Lithium-Luft und Lithium-Schwefel – könnte die Lithium-Ionen-Batterie pro Liter Volumen eine deutlich höhere Energiedichte erzielen, wenn man alle noch vorhandenen Entwicklungspotenziale konsequent erschließen würde.

In den nächsten sechs bis sieben Jahren erwarten Forscher, dass sich die Energiedichte der Lithium-Ionen-Batterien von etwa 230 auf knapp 400 Wattstunden pro Liter erhöhen lässt. Umgerechnet auf die Energiedichte pro Kilogramm Batteriemasse wäre das eine Steigerung von etwa 130 auf 250 Wattstunden. Dann wäre, ein durchschnittliches Elektrofahrzeug vorausgesetzt, beispielsweise eine 600 Kilogramm schwere Batterie für etwa 750 Kilogramm nominale Reichweite gut.