Eine Lithium-Ionen-Hochleistungsbatterie, die ein Team des Dalian Institute of Chemical Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) entwickelt hat, könnte die Leistung von Elektrofahrzeugen signifikant verbessern. Wegen der guten Energiespeicherkapazität kann sie auch bei extrem kalten Temperaturen weiterhin funktionieren.

Chinesische Forscher haben eine neue Lithium-Ionen-Hochleistungsbatterie entwickelt, die auch bei Temperaturen von bis zu -60 Grad Celsius noch zuverlässig funktioniert. Dies könnte die Leistung von Elektrofahrzeugen und anderen Geräten in extrem kalten Regionen erheblich verbessern.

Die von einem Team des Dalian Institute of Chemical Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) entwickelte Batterie weist eine Energiedichte von 260 Wattstunden pro Kilogramm auf - selbst bei extremer Kälte. Das bedeutet, dass sie im Verhältnis zu ihrem Gewicht eine beträchtliche Menge an Energie speichern kann, was einen effizienten Betrieb in rauen Umgebungen gewährleistet.

„Diese Batterie weist eine bemerkenswerte Ausdauer auf und behält nach 500 Zyklen in einem breiten Temperaturbereich über 80 Prozent ihrer Kapazität“, so Professor Chen Zhongwei, Leiter des State Key Laboratory of Catalysis am Institut und Leiter des Forschungsteams.

Die Forscher erzielten den Durchbruch, nachdem sie mehrere wichtige Herausforderungen gemeistert hatten. So entwickelten sie einen Verbundelektrolyten der nächsten Generation, der den Ionenfluss innerhalb der Batterie insbesondere bei niedrigen Temperaturen verbessert. Außerdem bauten sie eine mehrschichtige Verbundelektrodenstruktur mit einem neuartigen halbfesten Elektrolyt und modifizierten aktiven Materialien ein, was zu einer verbesserten Stabilität und Leitfähigkeit führte.

Diese Fortschritte hätten die Fähigkeit der Batterie verbessert, auch bei extremer Kälte eine konstante Leistung zu erbringen und effizient Strom zu liefern, so Chen.

Bei der neuen Batterie wurden auch Sicherheitsbedenken im Zusammenhang mit herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien berücksichtigt, die hauptsächlich flüssige Elektrolyte verwenden, die auslaufen und sich entzünden können, was ein Brandrisiko darstellt. Bei der neuen Konstruktion wird daher ein proprietärer halbfester Elektrolyt verwendet, der den Flüssigkeitsanteil reduziert und damit die Feuerbeständigkeit erhöht.

„Dadurch wird das Brand- und Explosionsrisiko selbst bei hohen Temperaturen erheblich reduziert“, so der Experte.

Neben Elektrofahrzeugen und der Energiespeicherung im Freien hätten die Batterien das Potenzial, die Energieversorgung und -speicherung in verschiedenen Sektoren wie der Luft- und Raumfahrt und der Polarforschung zu revolutionieren, so Chen weiter. Das Forschungsteam ist bestrebt, die Leistung der Batterie zu verbessern. Es entwickelt derzeit die nächste Generation mit einem noch größeren Betriebstemperaturbereich und strebt einen stabilen Betrieb zwischen - 70 und 70 Grad Celsius sowie eine Energiedichte von über 280 Wh/kg an.