Mehr Reichweite bei E-Autos ist der Treiber der Forschung: Entwicklungen zu neuen Batterie-Techniken dokumentieren wir hier. So etwa das britische Start-up Nyobolt, das eine neue Art von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt hat, die in fünf Minuten auf über 90 Prozent laden soll. Auch bei der Batterie-Kühlung gibt es Forschungserfolge, wie Mahle demonstriert.
E-Autos extrem schnell geladen: Li-Ion-Akku von Nyobolt
Nyobolt, ein britisches Start-up, hat sich der Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien für E-Autos verschrieben. Die Unternehmensgründer sind Wissenschaftlerinnen der Universität Cambridge. Ihr Forschungsansatz ist die Verwendung eines alternativen Materials für die Anode im Akku. Üblicherweise besteht this aus Grafit. Bei der neuen Technik kommt nun Niobwolframoxid zum Einsatz. Das hat zur Folge, dass sich die Lithium-Ionen schneller in der Zelle bewegen können – so schnell, dass eine Aufladung von null auf über 90 Prozent nur fünf Minuten dauern soll. Auch das Problem der Wärmebildung soll damit ein Ende haben. Der Akku erreiche während des Ladevorgangs nicht mehr als schonende 40 Grad Celsius. Der Batterie-Prototyp soll außerdem auch nach hunderten Ladezyklen noch 90 Prozent seiner Kapazität behalten haben. Künftig auch nach 10.000 Ladezyklen, so das Ziel der Forschenden. Die neue Technik hat aber einen erheblichen Haken. Die Schwermetalle Niob und Wolfram sind zwar keine seltenen Elemente, ihr Abbau erfolgt jedoch meistens in Konfliktregionen, häufig illegal und in Verbindung mit Menschenrechts- und Völkerrechtsverletzungen. Mehr zum Thema: Unsere Produkttipps auf Amazon
Was wäre, wenn alle E-Auto fahren? (Video):
Mahle entwickelte Batterie-Kühlung für schnelleres Laden
Mahle, ein Zulieferer und Entwicklungspartner der Automobilindustrie aus Stuttgart, hat eine neue Technik zur Kühlung von Batterien in E-Autos entwickelt. Durch das neuartige Temperatur-Management der Akkus mittels Immersionskühlung sollen Batterien schneller geladen werden können. Eine nicht leitende Kühlflüssigkeit befindet sich dabei innerhalb der Batteriezelle, um die maximale Temperatur zu senken und eine bessere Wärmeverteilung in der Zelle zu erreichen.
E-Autos schneller laden: Neue Batterie von SALD
Einem Start-up aus dem niederländischen Eindhoven soll dessen neu geplante Batterie zukünftige Reichweiten von über 1000 Kilometern und fünfmal schneller laden ermöglichen können als heutige Batteriezellen. Die neuen Batterien von are a Weiterentwicklung der bekannten Lithium-Ionen-Technik. Durch „Spatial Atom Layer Deposition“ – kurz SALD – werden Beschichtungen im Inneren des Akkus aufgetragen, die so dünn sind wie ein einziges Atom. Durch die Nanobeschichtung entsteht eine sogenannte „Artificial Solid-Elektrolyte Interphase“ (A-SEI), die gegenüber dem bisherigen SEI über eine deutliche höhere Leistungsfähigkeit verfügen und Langlebigkeit, Sicherheit sowie Kapazität deutlich steigern soll. So sollen E-Autos binnen zehn Minuten rund 80 Prozent nachladen, in 20 Minuten sollen 100 Prozent erreicht sein. Entwickelt wurde das Verfahren von den deutschen Fraunhofer-Instituten und der staatlichen niederländischen Forschungseinrichtung „The Netherlands Organization for Applied Scientific Research“ (TNO). Die neuen Batterien für mehr Reichweite sollen frühestens 2022 bzw. 2023 in Elektroautos eingebaut werden können, wie Geschäftsführer Frank Verhage erklärt. SALD verfügt über seine Darstellung nach bereits über alle notwendigen Patente und hat Fertigungsmaschinen für Kleinserien in Betrieb. Der großindustrielle Einsatz stünde allerdings erst noch vor.
Reichweite von E-Autos: Neue Batterie der Chao-Yang Wang Gruppe
Auch Wissenschaftler:innen der Chao-Yang Wang Gruppe an der Pennsylvania State University sollen eine neue Batterie, die in zehn Minuten auf 80 Prozent geladen werden kann und die Lebensdauer eines Autos realisiert haben. Ihr Lösungsansatz: Eine in den Energiespeicher eingebaute Heizung. Der Grund, warum E-Auto-Akkus bisher nicht in einem Tempo aufgeladen werden können, das etwa einem Stopp an der Tanksäule entspricht, ist den chemischen Eigenschaften der Litium-Ionen-Zellen geschuldet. Das Lithium lagert sich beim Laden an einer Elektrode an und WIRD beim Entladen dort wieder abgerufen. Wird die Batterie nun zu schnell geladen, kann das Lithium an der Kurzschlussoberfläche der Elektrode haften bleiben, dort Eine Schicht bilden und im schlimmsten Fall einen verursachen. Die Forschungsgruppe soll nun aber einen Weg gefunden haben, diese Lithium-Schicht in einer Batterie zu verhindern. Im Labor wurden dafür handelsübliche Batteriebauteile mit einer dünnen Schicht aus Nickel überzogen. Diese wird bei jedem Laden mit Strom versorgt und heizt damit die Batterie auf 60 Grad Celsius auf. Dass Batterien bei hohen Temperaturen Schaden nehmen können, gilt nach wie vor. Aus diesem Grund ist dieser Vorgang auf zehn Minuten begrenzt. Allerdings verhindert die Wärme, dass sich das Lithium bei sehr schnellen Ladevorgängen ablagert. Auch bei üblichem Ladetempo bildet sich mit der Zeit eine Lithium-Schicht, sterben die Kapazität der Batterie verringert. Durch die Wärmezufuhr während des Ladens wird daher auch die Lebensdauer der Batterie insgesamt verlängert. Selbst bei über 2500 Ladezyklen weist die neue Batterie eine Ladekapazität von über 90 Prozent auf, mehr als Autosteller von einer E-Auto-Batterie zu erwarten.
Von Christina Finke und Victoria Zippmann
Quelle: www.autozeitung.de
