Ein Batterie-Prototyp könnte die Reichweite von Elektroautos verdoppeln

Eine experimentelle Lithium-Ionen-Batterie, die auf Materialien basiert, die in einem Labor des US-Energieministeriums entwickelt wurden, speichert doppelt so viel Energie wie die Batterien, die in den meisten Elektroautos verwendet werden.





Eine flache, hochenergetische Batteriezelle von Seeo, vor einem Batteriepaket, das viele Zellen enthält.

Wenn die Technologie kommerzialisiert werden kann, könnten erschwingliche Elektroautos eine Reichweite von über 200 Meilen pro Ladung erhalten, sagt Hal Zarem, CEO von Seeo, einem Startup, das an der Technologie arbeitet. Heute haben die billigsten Elektroautos, die rund 30.000 US-Dollar kosten, normalerweise eine Reichweite von weniger als 100 Meilen.

Alternativ könnte die verbesserte Speicherkapazität genutzt werden, um die Größe der Batteriepakete bei gleich bleibender Reichweite zu halbieren, wodurch Elektrofahrzeuge deutlich günstiger werden. Ein herkömmliches Batteriepaket mit einer Reichweite von 100 Meilen kostet ungefähr 10.000 US-Dollar.



Seeo mit Sitz in Hayward, Kalifornien, hat kürzlich 17 Millionen US-Dollar von Investoren, darunter Samsung Ventures, aufgebracht. Es ist geplant, im nächsten Jahr mit dem Versand von Batterien an potenzielle Kunden zur Bewertung zu beginnen.

Der Prototyp von Seeo ist eine sogenannte Solid-State-Batterie, d. h. der flüssige Elektrolyt, der in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird, wird durch einen festen ersetzt. Festelektrolyte haben eine Reihe potenzieller Vorteile; der von Seeo entwickelte verwendet reines Lithium, wodurch mehr Energie gespeichert werden kann. Andere Unternehmen haben Batterien mit festen Elektrolyten und reinem Lithium entwickelt, aber ihre Energiespeicherkapazität – zumindest für die großen Batterien, die in Elektroautos benötigt werden – war in der Regel geringer als das, was Seeo erreicht hat.

Seeo fertigt seine Akkus auf konventionellen Anlagen.



Normalerweise leiten Festelektrolyte Ionen nicht so gut wie Flüssigelektrolyte. Außerdem neigt reines Lithium dazu, Metallfilamente oder Dendriten zu bilden, die Kurzschlüsse verursachen. Dieses Problem wird normalerweise verhindert, indem das Lithium in ein anderes Material wie Graphit eingebaut wird.

Der Festelektrolyt von Seeo enthält jedoch zwei Polymerschichten. Einer ist weich und leitet Ionen; der andere ist hart und bildet eine physische Barriere zwischen den Elektroden, um zu verhindern, dass Dendriten Kurzschlüsse verursachen.

Andere Unternehmen, die Festkörperbatterien mit reinem Lithium entwickelt haben, waren gezwungen, an anderen Stellen der Batterie Änderungen vorzunehmen, die die Speicherkapazität verringerten, hauptsächlich aufgrund der Spannungsbeschränkungen von Festelektrolyten. Seeo konnte dieses Problem vermeiden, obwohl es keine Details gibt.



Laut Zarem können die Batterien mit herkömmlicher Ausrüstung zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien hergestellt werden, was dazu beitragen könnte, die Kosten niedrig zu halten.

Einige zentrale Fragen bleiben. Seeo weiß zum Beispiel noch nicht, wie oft die Batterien wieder aufgeladen werden können. In einem laufenden Test haben Prototypzellen bisher mehr als 100 Ladungen überstanden, aber um praktikabel zu sein, müssen sie über 1.000 Zyklen halten.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass vorhandene Lithium-Ionen-Batterien schnell billiger und besser werden. Durch die Ausweitung der Produktion herkömmlicher Batterien wollen Tesla Motors und Panasonic Elektroautos produzieren, die 35.000 US-Dollar kosten und eine Reichweite von 200 Meilen haben.



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