-40 bis +50 Grad Celsius: Neuartige Lithium-Ionen-Batterien trotzen auch extremen Temperaturen

Forscher in aller Welt arbeiten an immer leistungsfähigeren Akkus. Dies ist nicht zuletzt für die Elektrifizierung des Straßenverkehrs von entscheidender Bedeutung. Denn noch immer entscheiden sich zu viele potenzielle Käufer gegen ein Elektroautos, weil ihnen die nötigen Ladezeiten zu lang sind. Grundsätzlich reicht es aber nicht, wenn die Batterien unter Laborbedingungen exzellent funktionieren. Viel wichtiger ist es, dass sie auch unter widrigen Bedingungen ihre Leistung bringen. Genau dies ist bei den klassischen Lithium-Ionen-Akkus allerdings nur teilweise der Fall. Bei extrem kalten Temperaturen verlieren sie beispielsweise stark an Leistungsfähigkeit. Zu starke Hitze vertragen sie wiederum auch nicht. Verstärkt werden diese beiden Effekte bei Elektroautos noch dadurch, dass bei extremen Temperaturen die Heizung beziehungsweise Klimaanlage voll aufgedreht wird. Forscher an der University of California San Diego haben daher nun einen Lithium-Ionen-Akku gebaut, der auch bei Extremtemperaturen erstklassig funktioniert.

Bild: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering

Bei Hitze funktioniert die neue Batterie besonders gut

So kam der eigens gebaute Prototypt selbst bei einer Temperatur von minus vierzig Grad Celsius auf eine Speicherkapazität von 97,5 Prozent des Ausgangswerts. Dies stellt gegenüber den bisher genutzten klassischen Modellen eine enorme Verbesserung dar. Bei einer Temperatur von plus fünfzig Grad Celsius erreicht die Speicherfähigkeit sogar einen Wert von 115,9 Prozent. Es kommt also nicht zu einer Leistungseinschränkung, sondern die neuartige Batterie funktioniert bei hohen Temperaturen sogar besonders gut. Dies könnte zusätzliche Kühleinheiten überflüssig machen und die Prozesse innerhalb eines Elektroautos vereinfachen. Erste Tests deuten zudem darauf hin, dass die neuartige Batterie auch mehr Ladezyklen aushalten könnte als die bisher genutzten Varianten. Diese These muss aber zunächst noch validiert werden. Auf jeden Fall bringen die neuartigen Batterien das Potenzial mit, die Reichweite von Elektroautos auf der Straße insbesondere bei extremen Temperaturen deutlich zu erhöhen. Dies dürfte E-Auto-Fahrer grundsätzlich erfreuen.

Dibutylether sorgt für die entscheidenden Verbesserungen

Möglich wurde dieser technologische Fortschritt durch ein neu entwickeltes Elektrolyt. Dieses basiert auf Dibutylether und einem Lithiumsalz. Die Besonderheit: Die Moleküle des Dibutylether binden sich nur schwach an die Lithium-Ionen. Dadurch wird ein Betrieb auch bei sehr niedrigen Temperaturen problemlos möglich. Auf der anderen Seite hält Dibutylether aber auch Hitze sehr gut aus. Letztlich führt das neue Elektrolyt somit zu Verbesserungen auf der Kathoden- und der Anodenseite. Noch allerdings gibt es die neuartige Batterie lediglich als Prototyp. Bis zu einem marktreifen Produkt sind daher noch einige Schritte zu absolvieren. Unklar ist daher aktuell beispielsweise noch, wie viel ein solcher Akku kosten würde. Davon allerdings dürfte abhängen, wie schnell sich der neue Ansatz auf dem Markt etablieren kann. Grundsätzlich sind die präsentierten Ergebnisse aber so gut, dass das Interesse der Autokonzerne an der neuen Lösung durchaus groß sein dürfte.

Via: Futurezone