Nicht überhitzende und langlebige Batterien: Neuer Elektrolyt in China entwickelt

Wissenschaftler der South China Normal University haben einen neuen Typ eines festen Polymerelektrolyten auf Basis von Polytetrahydrofuran (Poly(THF)) entwickelt. Laut den Forschern kann dieses Material mehrere Schlüsselprobleme lösen, die die Kommerzialisierung von Festkörper-Lithium-Metall-Batterien behindern. Wie Ixbt.com berichtet .

Festkörperbatterien gelten als vielversprechender Ersatz für herkömmliche Lithium-Ionen-Akkumulatoren, da sie ein festes Medium für den Ionentransport anstelle von leicht entflammbaren flüssigen Elektrolyten verwenden. Bestehende Polymerelektrolyte wiesen jedoch Nachteile wie eine geringe Ionenleitfähigkeit und Zersetzung bei hohen Spannungen auf. Chinesische Experten schlugen eine In-situ-Polymerisationsmethode vor, bei der der Elektrolyt direkt in der Batteriezelle gebildet wird.

Als Grundlage für das neue System wurde Tetrahydrofuran (THF) gewählt, was die Oxidationsbeständigkeit erhöhte. Zusätzlich verwendeten die Wissenschaftler ein Mittel, das ein dreidimensionales Polymernetzwerk bildet. Diese Struktur schafft zusätzliche Wege für die Bewegung von Lithiumionen und gewährleistet ein Gleichgewicht zwischen Stabilität und Leitfähigkeit. Darüber hinaus bildet das LiDFOB-Lithiumsalz Schutzschichten auf den Batterieelektroden und verhindert unerwünschte Reaktionen.

Während der Tests zeigte der neue Elektrolyt eine stabile Leistung in Lithium-Metall-Batterien mit Hochspannungskathoden. Die Akkus hielten Hunderten von Ladezyklen stand, ohne nennenswert an Kapazität zu verlieren. Die Entwicklung behält ihre Eigenschaften bei Temperaturen von -40 °C bis +55 °C bei, was sie für Elektrofahrzeuge, die elektrische Luftfahrt (eVTOL) und Energiespeichersysteme sehr geeignet macht.

Es wird besonders hervorgehoben, dass die Einführung dieser Technologie keine umfassende Umrüstung bestehender Produktionslinien erfordert. Die In-situ-Polymerisationsmethode ist mit den aktuellen Prozessen der Lithium-Ionen-Batterieherstellung kompatibel, was den Übergang zu dieser neuen Batterieart erheblich beschleunigen könnte.