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Elektromobilität Rasante Entwicklung bei Lithium-Ionen-Akkus

| Autor / Redakteur: sp-x/Wolfgang Pester / Thomas Günnel

Rosige Zeiten für Elektroautos. Die Speicherkapazität von Lithium-Ionen-Batterien wächst, einige Fachleute rechnen sogar mit einer Verdopplung. Der Preis der Akkus sinkt und Elektroautos ziehen bei den Betriebskosten an Pkw mit Verbrennungsmotor vorbei, so Analysten von McKinsey.

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Entwickler rechnen mit einem deutlichen Anstieg der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien. Nach einer Studie des Beraterunternehmens McKinsey steigt die Kapazität der Lithium-Ionen-Akkus bis zum Jahr 2020 um 40 Prozent.
Entwickler rechnen mit einem deutlichen Anstieg der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien. Nach einer Studie des Beraterunternehmens McKinsey steigt die Kapazität der Lithium-Ionen-Akkus bis zum Jahr 2020 um 40 Prozent.
(Daimler)

Die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien kann extrem gesteigert werden. Künftige Katoden würden zu 50 Prozent mehr Speicherkapazität bieten, prognostizieren Entwickler, einige rechnen sogar mit einer Verdopplung. Das berichtet das Beratungsunternehmen McKinsey in einer Studie zur Technik und Preisentwicklung von Hochvolt-Batterien. Demnach wird allein bis 2020 wird die Kapazität der Lithium-Ionen-Batterien um 40 Prozent steigen.

Die befragten Fachleute hegen große Erwartungen an die in der sogenannten „layered-layered“-Technik gefertigten Speicher aus abwechselnd aufgetragenen µm-dünnen Schichten elektrochemisch aktiven und inaktiven Kathoden. Internationale Chemiekonzerne, darunter die deutsche BASF und die US-amerikanische LG Chem, haben für die neue Katoden-Technik Lizenzen erworben, um die Kommerzialisierung voranzutreiben. Weitere 30 Prozent Kapazitätszuwachs bei Lithium-Ionen-Batterien sind zu erwarten, wenn ein Materialwechsel bei den Anoden von Graphit zu Silizium basierter Technik gelingt. Beim Aufladen wandern die Lithium-Ionen in die Anode, wo sie zwischen den Graphitschichten eingelagert werden. Beim Entladen wandern sie wieder zurück zur Kathode. Silizium könnte mehr Lithium-Ionen speichern als Graphit, aber es dehnt sich bei der Aufladung stark aus und schrumpft bei Entladung wieder zusammen. Nach mehreren Zyklen sind die notwendigen dünnen Silizium-Schichten dann pulverisiert und lassen sich nicht mehr aufladen.

Geforscht wird daran, ein poröses Silizium-Anodenmaterial herzustellen, das den Zyklenbelastungen standhalten kann. Anoden aus hochporösem Silizium zeigen nach Angaben von Wissenschaftlern eine hohe Ladungskapazität für Lithium-Ionen. Diese werden zudem rasch transportiert und eingelagert, so dass schnelle Lade- und Entlade-Prozesse möglich sind. Eine hohe spezifische Kapazität wird auch bei hohen Strömen erreicht.

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