Ein neuer Meilenstein in der Batterietechnologie könnte den Weg für sicherere und langlebigere Energielösungen ebnen. Ein Forschungsteam hat sich einem kritischen Problem bei Festkörperbatterien gestellt und mit der „Bottom Electrodeposition“-Methode eine bahnbrechende Lösung gefunden.
Heutige Batterien, wie sie in unseren Smartphones oder Elektroautos zum Einsatz kommen, verwenden meist flüssige Elektrolyte, um Energie zu transportieren. Diese Flüssigkeiten sind jedoch entflammbar, was trotz modernster Verfahren ein Sicherheitsrisiko darstellt. Hier kommen Festkörperbatterien ins Spiel, die aufgrund ihrer Verwendung eines festen Elektrolytmaterials als weniger gefährlich gelten und zudem eine höhere Energiedichte versprechen.
Dank der Zusammenarbeit mit POSCO N.EX.T Hub haben die Forscher eine ultradünne Schutzschicht für die Anode der Batterie entwickelt, die das Lithium gezielt leitet. Mit einem speziellen Bindematerial sorgt das Team dafür, dass sich das Lithium von unten her an der Anode aufbaut – ähnlich einem wohlgeordneten Stapel. Diese Innovation, die mithilfe fortschrittlicher Bildgebungstechniken wie dem Rasterelektronenmikroskop (REM) bestätigt wurde, löst das Problem der ungleichmäßigen Ablagerung.
Die getesteten Batterien zeigten beeindruckende Leistungen, selbst bei ultradünnen Lithiumschichten, und versprechen eine bisher unerreichte Langlebigkeit im Bereich der Festkörperbatterien. Die von den Forschern entwickelten Festkörperbatterien wiesen zudem über lange Zeiträume eine stabile elektrochemische Leistung auf, selbst bei Lithiummetall von 10 Mikrometern (μm) Dicke oder weniger.
„Wir haben ein langlebiges Festkörperbatteriesystem durch eine neuartige Elektrodepositionsstrategie entwickelt“, erklärt Professor Soojin Park, der die Forschung leitete. Er fügte hinzu: „Mit weiterer Forschung streben wir danach, effektivere Wege zur Verlängerung der Batterielebensdauer und zur Steigerung der Energiedichte zu finden.“
Die Arbeit der Forscher hat konkrete Auswirkungen: POSCO Holdings plant, diese Technologie zur Marktreife zu bringen und damit das Potenzial dieser überlegenen Batterien für den Verbraucher- und Industrieeinsatz freizusetzen.
