Ingenieure der Universität von Kalifornien in San Diego haben Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, die sowohl bei eisiger Kälte als auch bei glühender Hitze gut funktionieren und dabei viel Energie liefern.
Den Forschern gelang dieses Kunststück, indem sie einen Elektrolyten entwickelten, der nicht nur vielseitig und robust in einem breiten Temperaturbereich ist, sondern auch mit einer Hochenergie-Anode und -Kathode kompatibel ist.
Solche Batterien könnten es uns ermöglichen in kalten Klimazonen mit unseren Elektrofahrzeugen mit einer einzigen Ladung weiter zu fahren. Und in heißen Klimazonen würde der Bedarf an Kühlmittel deutlich reduziert.
In Tests behielten die Proof-of-Concept-Batterien 87,5 % bzw. 115,9 % ihrer Energiekapazität bei -40 bzw. 50 C. Außerdem wiesen sie bei diesen Temperaturen hohe Coulomb-Wirkungsgrade von 98,2 % bzw. 98,7 % auf, was bedeutet, dass die Batterien mehr Lade- und Entladezyklen durchlaufen können, bevor sie aufhören zu funktionieren.
Eine weitere Besonderheit dieses Elektrolyten ist seine Kompatibilität mit Lithium-Schwefel-Batterien, einer wiederaufladbaren Batterieart mit einer Anode aus Lithiummetall und einer Kathode aus Schwefel. Lithium-Schwefel-Batterien sind ein wesentlicher Bestandteil der Batterietechnologien der nächsten Generation, da sie eine höhere Energiedichte und niedrigere Kosten versprechen. Sie können bis zu zweimal mehr Energie speichern als die heutigen Lithium-Ionen-Batterien. Außerdem ist Schwefel in größeren Mengen vorhanden und weniger problematisch zu beschaffen als das Kobalt, das in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batteriekathoden verwendet wird.
Allerdings gibt es bei Lithium-Schwefel-Batterien auch Probleme. Sowohl die Kathode als auch die Anode sind äußerst reaktiv. Schwefelkathoden sind so reaktiv, dass sie sich während des Batteriebetriebs auflösen. Dieses Problem verschärft sich bei hohen Temperaturen. Sie halten im Moment nur bis zu einigen Dutzend Zyklen durch.
Quelle: Technology Networks
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