Der Weg zur Feststoffbatterie
Vor- und Nachteile der Solid-State-Batterie
Was Feststoffbatterien von jetzigen Batteriesystemen unterscheidet, welchen Mehrwert sie bieten könnten und warum die Technik immer noch nicht serienreif ist.
Von Feststoffzellen hört man schon seit Jahren – marktreif sind sie aber bis heute nicht. Bild: Toyota
Viele Automobilhersteller arbeiten mit Hochdruck an der Feststoffbatterie, die E-Autos zu höheren Reichweiten und kürzeren Ladezeiten verhelfen soll. Beispielsweise haben BMW und Mercedes-Benz mitgeteilt, diese in einem i7 oder EQS schon heute auf der Straße zu erproben. Das bedeutet aber noch nicht, dass ihre Serienreife in greifbarer Nähe ist.
Im Gespräch mit Autobauern, Instituten und Entwicklern erfuhr Krafthand, was die Feststoffbatterie von den heute üblichen Lithium-Ionen-Akkus unterscheidet, wo es hakt und warum sie für den Automobilsektor überhaupt interessant ist.
Was sind Feststoffbatterien?
Feststoffbatterien, auch Solid State Batteries (SSB) genannt, haben verglichen mit der Li-Ionen-Batterie einen großen Unterschied, der sich schon im Namen widerspiegelt: der Elektrolyt ist fest, nicht flüssig.
Dazu kurz erklärt: Generell besteht jede Batterie aus zwei Schichten sogenannten Aktivmaterials, also den zwei Elektroden Anode und Kathode, die durch einen Separator getrennt werden. Die Energie wird in Anode (negativ) und Kathode (positiv) gespeichert. Der Separator sorgt zum einen für eine elektronische Isolierung zwischen den beiden Elektroden, zum anderen ist er aber durchlässig für die namensgebenden Lithium-Ionen, also die Ladungsträger des Elektrolyten. Diese werden beim Laden und Entladen durch den Separator transportiert. Er hat eine mikroporöse Struktur und ist von dem flüssigen Elektrolyten durchtränkt (benetzt).
Statt eines flüssigen Elektrolyten „im“ Separator, setzen Hersteller von Feststoffbatterien auf einen Feststoffelektrolyt-Separator. Dieser vereint die Funktionen von Separator und Elektrolyt und ist gleichzeitig auch in die Kathode eingebaut.
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