Ein neuer Ansatz für das Elektrolyt in Lithium-Metall-Batterien könnte die Reichweite von Elektrofahrzeugen erheblich steigern. Um diese Batterien zu stabilisieren, benötigen ETH-Forschende viel weniger umweltschädliches Fluor. Lithium-Metall-Batterien gelten als die nächste Generation von Hochenergiebatterien. Sie können pro Volumen doppelt so viel Energie speichern wie herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.
ETH-Forschende haben eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, deutlich weniger umweltschädliches Fluor zu verwenden und so den ökologischen Fussabdruck der Batterien zu verringern. Unter den vielversprechenden Hochleistungsbatterien der nächsten Generation stehen sie ganz vorne: Lithium-Metall-Batterien. Sie können mindestens doppelt so viel Energie pro Volumeneinheit speichern wie die heute weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien. Das bedeutet: Ein Elektroauto fährt mit einer Ladung doppelt so weit oder das Smartphone muss man weniger oft aufladen. Optimierte Methode für umweltfreundlichere Batterien
In einer kürzlich erschienenen Artikel der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science beschreiben die ETH-Forschenden ihre neu entwickelte Methode und deren Grundprinzipien, für die sie auch ein Patent angemeldet haben. Lukatskaya führte diese Forschung im Rahmen eines SNF-Starting-Grant-Projekts durch.
Eine der grössten Herausforderungen war es, das richtige Molekül zu finden, an das Fluor angehängt werden kann und das sich unter den richtigen Bedingungen auch wieder zersetzt, wenn es das Lithium-Metall erreicht hat. Ein grosser Vorteil an der Methode sei, dass sie sich nahtlos in den bestehenden Produktionsprozess integrieren lässt, ohne Zusatzkosten für eine Anpassung der Produktionseinrichtung zu generieren. Im Labor hatten die Batterien die Grösse einer Münze. Im nächsten Schritt wollen die Forschenden die Skalierbarkeit der Methode testen und zu Pouch-Zellen übergehen, wie sie in Smartphones verwendet werden.
ETH ist die Eidgenössische Technische Hochschule
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