Durch die Lithium-Ionen-Technologie haben sich Elektrofahrzeuge auf dem Automobilmarkt etabliert. Dennoch bleiben gerade Fragen zu Reichweite, Ladezeiten sowie Lebensdauer offen, die oft zu Diskussionen über die Praktikabilität eines Elektrofahrzeugs führen. Auch die Sicherheit ist ein Problem, insbesondere ein möglicher Batteriebrand.
Eine EV-Festkörperbatterie könnte all diese Bedenken ad acta legen. Die Technologie wird von vielen Automobilherstellern entwickelt, die sie alle als den nächsten Schritt für den EV-Markt betrachten. Dabei spielt das verwendete Material in punkto Fortschritt eine große Rolle.
Unterschied der beiden Technologien
In einer Lithium-Ionen-EV-Batterie bestehen Kathode und Anode aus Kohlenstoff- oder Graphitstrukturen, die durch ein Polymer getrennt sind. Eine Flüssigkeit oder ein Gel umgibt beide Strukturen, sodass Ionen von einer Elektrode zur anderen gelangen können.
Das Polymersubstrat in einer Festkörperbatterie wird dagegen durch ein festes Substrat ersetzt (Keramik oder Glas). Auch die Anodenstruktur wird durch eine dünne Schicht aus Lithiummetall ersetzt. Das feste Substrat ermöglicht die Bewegung von Ionen – ohne benötigte Flüssigkeiten. Dies macht eine Festkörperbatterie kleiner, leichter und dichter als das Lithium-Ionen-Gegenstück.
Vorteile der neuen Technologie
Automobilhersteller wären somit in der Lage, mehr Festkörpereinheiten in den Raum einzubauen, in dem sich sonst Lithium-Ionen-Batterien befinden würden. Die Folge: Höhere Energiekapazität und damit auch mehr Reichweite von Elektrofahrzeugen. Auch der Sicherheitsvorteil ist entscheidend: Die Flüssigkeiten in Lithium-Ionen-Batterien sind anfällig für Hitze oder Stöße und können sich entzünden. Solche Brände sind auf deutschen Straßen schon häufiger aufgetreten und lassen sich kaum in den Griff bekommen. Ohne Flüssigkeiten hat eine Festkörperbatterie dieses Problem nicht und gilt daher als viel sicherer für den Einsatz in Elektrofahrzeugen.