Samsung und MIT entwickeln unbrennbaren Lithium-Ionen-Akku

Lithium-Ionen-Batterien sollen zukünftig kein Brandrisiko mehr darstellen: Forscher des südkoreanischen Elektronikspezialisten Samsung und Wissenschaftler des US-amerikanischen MIT setzen dafür auf einen Festelektrolyt aus Lithium, Germanium, Phosphor und Schwefel. Der Akku soll Hunderttausende Ladezyklen überstehen.

Boeing 787: Der Dreamliner hatte in der Vergangenheit immer wieder Probleme mit Lithium-Ionen-Akkus, die während des Fluges anfingen zu qualmen.

Foto: Boeing

Lithium-Ionen-Batterien verwandelten die Boeing 787 mit Beinamen Dreamliner zum Albtraumflugzeug. Sie begannen während des Fluges zu qualmen. Monatelang mussten die Maschinen diverser Fluggesellschaften wegen Brandgefahr am Boden bleiben. Auch ein Fahrzeug des amerikanischen Elektroautobauers Tesla ging einmal in Flammen auf. Schuld daran war der flüssige Elektrolyt, der sich zwischen den Elektroden der Batterien befindet. Er hat die Aufgabe, Lithium-Ionen schnell hin- und herspringen zu lassen – je nachdem, ob die Batterie ge- oder entladen wird. Sicherere Festelektrolyten galten stets als zu träge. Doch jetzt haben Forscher das Gegenteil bewiesen.

Samsung und MIT haben Akku mit Festelektrolyt entwickelt

Forscher des südkoreanischen Elektronikspezialisten Samsung und des Massachusetts Institute of Technolgy (MIT) haben einen Akku mit Festelektrolyt entwickelt, die nicht nur unbrennbar, sondern auch langlebiger ist, eine höhere Kapazität hat und angeblich hunderttausende Ladezyklen übersteht, also praktisch ewig hält. „Man kann ihn gegen die Wand werfen, einen Nagel hineinschlagen – da brennt nichts“, sagte US-Forscher Gerbrand Ceder, der gemeinsam mit seinem koreanischen Kollegen Yan Wang die Forschungsarbeiten leitet.

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Illustration des Kristallgitters des festen Elektrolyten. Er macht den Akku laut Forschern besonders langlebig und robust.

Quelle: Yan Wang

Der Prototyp der Batterie, den die Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift Nature Materials vorgestellt haben, ist mit einem Festelektrolyten aus Lithium, Germanium, Phosphor und Schwefel ausgestattet, der sich als guter Ionenleiter erwiesen hatte. Bei dieser Mixtur muss es jedoch nicht bleiben, zumal Germanium relativ schwer zu gewinnen ist. Es ist zwar weit verbreitet, kommt aber nur in extrem geringen Konzentrationen vor.

Konkurrent Li-Tec stellt Produktion eines brandsicheren Akkus wieder ein

Der Chemiekonzern Evonik und Wissenschaftler mehrere Universitäten haben es ebenfalls geschafft, Lithium-Ionen-Batterien mit Flüssigelektrolyten so zu bauen, dass auch sie nicht mehr brennen oder gar explodieren können. Dazu haben sie eine hauchdünne Folie, die als Elektrolyt dient, mit einer nanometerdicken Schicht aus feuerfestem Aluminiumoxid beschichtet. Sie verhindert, dass sich der Elektrolyt entzündet. Die Batterien baut die Daimler-Tochter Li-Tec im sächsischen Kamenz. Die Fertigung erwies sich allerdings als unwirtschaftlich. Die Konkurrenz, vor allem aus Japan, Südkorea und China, ist übermächtig. Deshalb stellt der Autobauer die Produktion in diesem Jahr ein.

Ein Beitrag von:

Wolfgang Kempkens

Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.