IMEC mit "Superbatterie" für E-Autos in Berlin

Das Forschungszentrum IMEC in Löwen (Flämisch-Brabant) kündigt einen wichtigen Durchbruch auf Ebene der Batterien für elektrische Autos an. Mit einem neuen Nano-Material für Feststoff-Lithiumbatterien sollen E-Autos mittelfristig einen größeren Radius erreichen und schneller aufgeladen werden. Damit könnten wichtige Hemmnisse für Elektroautos weitgehend beseitigt werden, so IMEC.
Nicolas Lambert

Neben dem noch hohen Preis in der Anschaffung stehen der zu geringe Aktionsradius von Elektroautos und die zu lange Ladezeit der Batterien einem Durchbruch von Fahrzeugen mit dieser Antriebskraft im Weg. Diese Probleme beseitigen zu können ist Ziel der Forscher von IMEC, ein Spin-Off der Löwener Universität (KULeuven). Im Rahmen der gerade stattfindenden IDTechEx-Show in Berlin wird IMEC ein Verfahren vorstellen, mit dem die Reichweite von E-Autos deutlich vergrößert werden soll bei gleichzeitiger Senkung der Ladezeit für die Batterien dieser Fahrzeuge.

IMEC spricht hier selbst von einem „wichtigen Durchbruch“, denn die Forschung in dieser Hinsicht war lange festgefahren. Derzeit werden in E-Autos sogenannte „nasse“ Lithium-Ionen-Batterien genutzt, bei denen das Elektrolyt der Batterien aus einer Flüssigkeit besteht. Diese Elektrolyten sind das Herzstück der Batterien, denn sie sorgen dafür, dass die Lithium-Ionen zwischen den beiden Polen der Batterien hin- und hertransportiert werden können.

Durchbruch in der Forschung

Unter anderem hat IMEC daran gearbeitet, eine neue Art von Batterien für Elektroautos zu entwickeln. Dabei war die Basis ein festes Elektrolyt. Bekannt war bereits seit längerem, dass solche Elektrolyten den entsprechenden Batterien eine deutlich höhere Energiedichte bereiten würden, was die Reichweite von E-Autos bei gleichem Batterievolumen drastisch erhöht. Zudem kann die Ladezeit beschleunigt werden und diese Art der Batterien ist langlebiger und deutlich weniger schadensanfällig.

Bisher war solchen Feststoffbatterien kein Erfolg beschieden, denn die Leitfähigkeit von Feststoffelektrolyten war zu niedrig und ließ zu wünschen übrig. Doch Philippe Vereecken von IMEC kündigte an, dass sein Forschungsunternehmen einen Weg finden konnte, diese Probleme zu beseitigen: „Wir arbeiten mit einem Nano-Material, das als Flüssigkeit eingebracht und erst nachher in einen Feststoff umgewandelt wird. Das hat den großen Vorteil, dass die Batteriehersteller ihr Produktionsverfahren nicht drastisch verändern müssen, wenn die diese neue Batterieart herstellen wollen.“

Vorteile und Ausblick

Durch die Tatsache, dass die Elektrolyten zunächst als Flüssigkeit eingebracht werden und danach erst verhärten, kann in den jeweiligen Batterien mehr Raum für aktives Elektrodenmaterial geschaffen werden, so Vereecken. Dies bringt mehr Energiekapazität also mehr Reichweite für die Fahrzeuge mit sich. Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Kontaktfähigkeit zwischen Elektrolyten und Elektroden verbessert wird, was den Ladevorgang beschleunigt. Die lange Ladezeit ist das größte Problem bei den derzeitigen Feststoffbatterien.

Bei IMEC hofft man, dass die neue Technologie ab Mitte 2019 so weit ausgereift ist, dass sie erstmals praktisch in Testfahrzeuge eingebaut werden kann. In spätestens fünf Jahren soll die IMEC-Entwicklung die herkömmlichen Batterien für E-Autos endgültig ablösen können. Dann wartet eine Ladezeit von nur noch etwa 20 Minuten für „einmal volltanken“ und der Aktionsradios der Elektroautos soll mindestens um die Hälfte gesteigert werden. „Damit kann man dann eine Reise machen“, so Philippe Vereecken.