Höher, schneller, weiter: Lithiumionen-Batterien für Elektroautos

Anstatt mit Benzin fahren diese Autos mit Strom, gespeichert meist in Lithiumionen-Batterien, die eine höhere Energiedichte aufweisen als andere Batterien. Doch die Technik ist noch nicht vollständig marktreif: Kunden fordern größere Reichweiten, höhere Sicherheit und kürzere Ladezeiten. Lesen Sie in den „Nachrichten aus der Chemie“, wie neue Elektroden- und Elektrolytmaterialien die Lithiumionen-Batterien sicherer und leistungsfähiger machen.

In den meisten Lithiumionen-Batterien besteht die negative Elektrode derzeit aus Graphit, also aus Kohlenstoff, der bei zu hohen Ladeströmen einen Kurzschluss auslöst. Legierungen aus Zinn oder Silizium bieten hier Alternativen. Für die positive Elektrode wird standardmäßig das giftige und teure Lithiumkobaltdioxid verwendet. Als leistungsfähiges Material, das ohne das umweltschädliche Kobalt auskommt, gilt das viel versprechende Lithiumeisenphosphat.

Auch die Struktur der Materialien spielt eine große Rolle: Ob die Elektrode porös wie ein Schwamm oder aus einzelnen Nanopartikeln aufgebaut ist, wie groß die einzelnen Partikel sind und welche Form sie haben, entscheidet über die elektrochemischen Eigenschaften der Batterie.

Einen umfassenden Überblick über den Stand der Forschung in Sachen Lithiumionen-Batterie gibt der Chemiker Wolfgang Märkle. Die PDF-Datei des Beitrags gibt es bei der Redaktion der „Nachrichten aus der Chemie“ unter nachrichten@gdch.de.

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