Forschende der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) haben eine wegweisende Lithium-Metall-Batterie entwickelt, die nicht nur eine deutlich längere Lebensdauer aufweist, sondern auch in wenigen Minuten aufgeladen werden kann. Diese Entdeckung, veröffentlicht in “Nature Materials”, könnte die Elektromobilität revolutionieren.
Kern des Fortschritts: Dendritenfreie Batterie
Ein zentrales Problem herkömmlicher Batterien ist die Bildung von Dendriten auf der Anode, welche Kurzschlüsse oder Brände verursachen können. Das Harvard-Team hat eine Lösung gefunden, indem es mikrometergroße Siliziumteilchen in der Anode verwendet. Diese Technik verhindert die Bildung von Dendriten und ermöglicht gleichmäßige Aufladung und Entladung.
Schnellladefähigkeit: Ein Sprung nach Vorne
Eine Besonderheit dieser neuen Batterie ist ihre Schnellladefähigkeit. Dank der gleichmäßigen Oberfläche kann die Batterie in nur etwa 10 Minuten aufgeladen werden. Diese Geschwindigkeit könnte die Nutzbarkeit von Elektrofahrzeugen deutlich erhöhen und Wartezeiten an Ladestationen verkürzen.
Vom Labor zur Realität: Größere und Langlebigere Zellen
Im Gegensatz zu den meisten universitären Laboren, die kleinere Münzzellen verwenden, hat das Team eine größere, briefmarkengroße Pouch-Zelle entwickelt. Diese behält 80 % ihrer Kapazität nach 6.000 Ladezyklen, was sie zu einer der langlebigsten Batterien auf dem Markt macht. Die Technologie wurde bereits an Adden Energy lizenziert, ein Spin-off-Unternehmen der Harvard-Universität.
Materialforschung: Der Schlüssel zu Effizienz und Nachhaltigkeit
Die Forschenden haben auch die Eigenschaften untersucht, die Silizium ermöglichen, die Diffusion von Lithium einzuschränken und somit eine gleichmäßige Lithium-Metall-Beschichtung zu fördern. Dabei identifizierten sie Dutzende von Materialien, die ähnliche Leistungen erbringen könnten. Diese Erkenntnisse könnten die Tür zu neuen Batteriedesigns öffnen.
Ausblick: Die Zukunft der Batterietechnologie
Dieser Durchbruch in der Batterieforschung könnte weitreichende Auswirkungen auf die Elektromobilität haben. Nicht nur die Lebensdauer und Sicherheit von Batterien werden verbessert, sondern auch die allgemeine Akzeptanz und Nutzung von Elektrofahrzeugen könnte signifikant gesteigert werden. Mit einer solchen Technologie in der Hand könnte die Zukunft der Elektromobilität heller denn je erscheinen.
[Quelle: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences]
