Neues Batteriematerial für Elektrofahrzeuge

Am Institut für Nanotechnologie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wurde ein völlig neuer Ansatz für die Batteriearchitektur und die verwendeten Materialien entwickelt, der enorme Verbesserungen in der gespeicherten Energiemenge und den Kosten verspricht.

Mit herkömmlichen Lithium-Ionen Batteriematerialien sind heute nur noch geringe Verbesserungen zu erwarten. Um einen wirklichen Sprung in der Leistungsfähigkeit zu erreichen, mussten daher ganz neue Wege beschritten werden, so z.B. auf völlig neue Eisen-Kohlenstoff-Materialien. Das Problem: Die bisher beschriebenen Materialien sind nicht zyklenstabil und die Speicherkapazität sinkt schnell ab, wenn die Batterie mehrmals be- und entladen wird. Am Institut für Nanotechnologie des KIT wurde nun ein neuer Ansatz für eine Synthese von Eisen-Kohlenstoff-Speichermaterialien entwickelt, bei dem unterschiedliche Ausgangsmaterialien mit einem Lithiumsalz vermischt und dann gemeinsam erwärmt werden. Dabei bildet sich eine komplett neue Nanostruktur aus, die zusätzlich von Kohlenstoffdrähten, die ebenfalls entstehen, durchzogen ist. Dadurch entstehen nanoskalige Speichereinheiten und Leiterbahnen quasi in einem Schritt.


Die Fähigkeit, Energie zu speichern, liegt heute schon beim Doppelten der derzeitigen Batterien. Die Herstellung ist einfach und kostengünstig und die hohe Kapazität der Eisen-Kohlenstoffelektrode bleibt sehr lange erhalten. Gelingt es, das Potenzial dieses neuen Materials voll auszuschöpfen, kann die Speicherdichte von Lithium-Ionen-Batterien um den Faktor Fünf verbessert werden.







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