Chinesische Forscher haben kürzlich eine neue Art von Lithium-Metall-Batterie mit Hilfe von 3D-Drucktechnologien entwickelt, die die Lebensdauer und Energiedichte der Batterie deutlich verbessert, meldet das Dalian Institute of Chemical Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

Lithium-Metall-Batterien gelten aufgrund ihrer potenziell hohen Energiedichte als die nächste Generation von Hochenergiebatterien. Dabei sind das Wachstum von Lithiumdendriten und der niedrige Coulomb-Wirkungsgrad, die zu einer schlechten Zykluseffizienz und einer geringen Energiedichte führen, jedoch limitierende Faktoren, die die Anwendung von Lithium-Metall-Batterien bisher eingeschränkt haben.

Daran haben die Forscher des Dalian Instituts gearbeitet. Sie nutzen 3D-Drucktechnologien, um Gerüste auf der Basis von Titankarbid herzustellen, auf denen sich Lithiummetall als Kathode abscheidet. Dadurch wird eine hervorragende Flächenkapazität von 30 Milliamperestunden pro Quadratzentimeter und eine Zykluslebensdauer von über 4.800 Stunden erreicht, ohne dass Lithiumdendriten entstehen.

Die 3D-gedruckte Anode besteht aus porösen Lithiumeisenphosphat-Gittern (LiFePO4) mit einer Masse von 171 mg pro Quadratzentimeter, wodurch die elektrochemische Leistung der Batterie effektiv verbessert wird.

Dieser technische Weg bietet laut der Studie eine tragfähige Strategie für die Entwicklung von Batterien mit langer Lebensdauer und hoher Energiedichte.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Energy Storage Materials veröffentlicht.