Aus dem Forschungslabor

Batterien sind eine der Schlüsseltechnologien unserer Zeit. Nur mit neuen oder stark verbesserten Ansätzen der Energiespeicherung kann die Abkehr von fossilen Brennstoffen gelingen. So sehen viele Marktforscher die gewichtigsten Gründe darin, dass Verbraucher nicht auf Elektroautos umsteigen, darin, dass die Akkus zu lange zum Laden benötigen und eine zu geringe Reichweite bieten. Ein elektrisches Auto, das in einer Minute geladen ist, dann über 1000 Kilometer Reichweite hat und zudem bei einem Unfall nicht zu einem unlöschbaren Inferno wird, dürfte sich deutlich leichter verkaufen lassen.

Lithium-Ionen-Akkus leisten all dies nicht. Sie sind heutzutage zwar überall zu finden, doch gerade in Elektroautos zeigen sich die Schwächen: Sie sind groß, schwer, teuer, haben lange Ladezeiten und können bei Unfällen zu verheerenden Bränden führen. Eine besonders vielversprechende Alternative sind Lithium-Metall-Akkus: "Sie gelten als der heilige Gral der Batterie-Forschung, wegen ihrer hohen Kapazität und Energiedichte", sagt Xin Li von der Universität Harvard. Die Bauweise dieser Akkus bringt jedoch Probleme mit sich. Eines davon will Xin Li mit seinem Team jetzt gelöst haben.

Dendriten lösen Kurzschlüsse aus

Lithium-Metall-Batterien sind keine neue Erfindung und ihre Vorteile seit Langem bekannt. Doch bei ihrem Laden bilden sich nadelähnliche Dendriten auf der Metallschicht, die als Elektrolyt dient. Wie Wurzeln wachsen sie in das Elektrolyt und zerstören so die Barriere zwischen Anode und Kathode. Das resultiert in einem Kurzschluss und führt in manchen Fällen zum gefährlichen Abbrennen des Akkus. Xin Li und sein Team lösen das Problem, indem sie das Elektrolyt aus mehreren Schichten bauen. Zusätzlich zur Lithium-Metall-Schicht kommt eine zweite Schicht zum Einsatz, die aus Lithium, Germanium, Phosphor und Schwefel besteht.

Die Dendriten können zwar durch

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