Lithium-Schwefel-Feststoffbatterien: Ist das der Durchbruch?

Forschende aus Deutschland und China haben einen durchaus bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung von Lithium-Schwefel-Feststoffbatterien erzielt. Durch die Verwendung eines gläsernen Elektrolyten konnten die Lebensdauer der Batterien erheblich verlängert und die Ladezeiten drastisch verkürzt werden.

Im Detail bedeutet das, dass die neu entwickelte Batterie einen festen Elektrolyten, bestehend aus einer Mischung aus Bor, Schwefel, Lithium, Phosphor und Iod nutzt. Diese glasartige Struktur ermöglicht eine beschleunigte Redoxreaktion, was zu einer höheren Effizienz führt. Zudem verhindert sie die Volumenänderung der Schwefelkathode während des Ladevorgangs, wodurch Risse vermieden und die Lebensdauer der Batterie erhöht werden.

Tests zeigten, dass die Batterie nach 25.000 Ladezyklen noch 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität aufwies. Zum Vergleich: Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus verlieren bereits nach 500 bis 1.000 Zyklen an Kapazität. Zudem ermöglicht die neue Technologie extrem kurze Ladezeiten. Bei einer Ladeleistung von 150C kann die Batterie in etwa 24 Sekunden vollständig geladen werden, wobei die Energiedichte auf dem Niveau aktueller Batteriezellen bleibt. Für eine maximale Lebensdauer wird aber wohl aktuell eine Ladezeit von etwa 12 Minuten empfohlen, was dennoch eine erhebliche Verbesserung gegenüber bestehenden Technologien darstellt.

Zur Einordnung: der sogenannte C-Koeffizient zeigt an, wie lange eine Batterie für die vollständige Be- und Entladung benötigt. Ein Wert von 1C bedeutet, dass die Be- und Entladung eine Stunde dauert. Je höher der Wert, desto schneller ist die Batterie also geladen.

Obwohl diese Ergebnisse vielversprechend sind, befindet sich die Technologie weiterhin im Forschungsstadium. Weitere Untersuchungen seien erforderlich, um die Marktreife zu erreichen.