E-Auto-Batterie: Durchbruch für mehr Reichweite

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E-Auto-Batterie: Durchbruch für mehr Reichweite

Haben Forscher den Durchbruch bei der E-Auto-Reichweite geschafft?

Die Reichweite ist das wohl wichtigste Kriterium für ein gutes E-Auto. Doch die Batterie muss auch lange halten. US-Forscher könnten jetzt den Weg für Hunderte Kilometer Fahrt ohne Aufladen geebnet haben.
Nicht der Motor, nicht das Cockpitdie Batterie ist das wichtigste Bauteil eines Elektroautos. Sie ist hauptverantwortlich dafür, wie weit die Reise geht, ohne ständiges zeit- und nervenraubendes Laden. Mit Abstand gängigste Form des Energiespeichers ist derzeit ein Lithium-Ionen-Akku, der jedoch bei der Energiedichte an Grenzen stößt (alles zur Funktionsweise lesen Sie hier). Daher experimentieren Wissenschaftler schon seit Längerem mit Lithium-Metall-Batterien. Bei diesen werden die üblichen Graphit-Anoden (Pluspole; ihre Gegenstücke heißen Kathoden) durch Lithium-Metall ersetzt, was 30 bis 50 Prozent mehr Reichweite verspricht. Allerdings gibt es dabei ein Problem.
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Denn: Bei dieser Art von Ionen-Austausch bilden sich vermehrt tentakelartige Auswüchse an den Lithium-Anoden:  sogenannte Dendriten. Diese beeinträchtigen die Lebensdauer der Batterie und verschlechtern auch die Sicherheit. Die Dendriten entstehen, weil die Anoden mit dem flüssigen Elektrolyt drumherum verstärkt reagieren. US-Forscher des berühmten Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) in Kalifornien glauben nun, in Zusammenarbeit mit der Carnegie Mellon University die Lösung gefunden zu haben. Sie berichten über eine neue Klasse von weichen wie festen Elektrolyten aus Polymeren und Keramik, die die Dendriten in diesem frühen Stadium der Keimbildung unterdrücken, bevor sie sich ausbreiten und die Batterie lahmlegen können. Damit könnte bald der Weg zur Entwicklung von Batterien für richtig reichweitestarke Autos frei sein.

Stanford Uni: Fluor-Zugabe als Lösungsansatz

Ähnlich vielversprechende Meldungen kamen im Juli 2020 von der nicht minder berühmten Elite-Uni aus Stanford (ebenfalls USA). Die Forscher dort gaben an, durch die Zugabe von Fluor die Flüssigkeit stabiler und länger haltbar gemacht zu haben. Das entstandene FDMB-Elektrolyt lasse sich leicht in großen Mengen und recht günstig herstellen. Und: Bei Tests hielt die Batterie nach 420 Lade- und Entladezyklen noch 90 Prozent ihrer Kapazität. Lithium-Metall-Batterien funktionieren für gewöhnlich im Labor schon nach etwa 30 Ladezyklen nicht mehr. Bereits im März 2020 hatte Samsung den Prototyp eines Feststoff-Akkus mit einem Reichweiten-Versprechen von 800 Kilometern vorgestellt, bis zu dessen Marktreife es allerdings noch etwas dauern dürfte.

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