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Researchzentrum Jülich - Presseinformationen - Es ist der Mix, der zählt: In Jülich wird eine schnell aufladbare Festkörperbatterie entwickelt.

Jülich, 18. April 2018 - Große Erwartungen werden derzeit an Halbleiterbatterien geknüpft. Sämtliche Bauteile sind aus Phosphatmischungen hergestellt, die sowohl in chemischer als auch in mechanischer Hinsicht sehr gut zusammenwirken. Der niedrige Strom wird als einer der entscheidenden Punkte bei der Weiterentwicklung von Halbleiterbatterien angesehen. Sämtliche Bauteile - Protonen, Kathoden und Elektrolyte - wurden aus unterschiedlichen Phospatverbindungen hergestellt, die Ladegeschwindigkeiten von über 3°C (bei einer Leistung von etwa 50 mAh/g) zulassen.

Bei konventionellen Li-Ionen-Batterien wird ein Flüssigelektrolyt verwendet, der die Elektrode in der Praxis meist sehr gut anspricht. Durch ihre strukturierte Oberflächenstruktur absorbieren die Messsonden die Flüssigkeiten wie ein Schwämmchen und bilden eine große Aufstandsfläche. Dementsprechend hoch ist der Kontaktwiderstand zwischen den beiden Messsonden und dem Elektrolyten. Die Anoden, Kathoden und Elektrolyte bestehen alle aus unterschiedlichen Phospatverbindungen, um Ladegeschwindigkeiten über 3°C (bei einer Leistung von etwa 50 mAh/g) zu erreichen.

Der Festelektrolyt, auf den die Phosphatelektroden zweiseitig im Siebdruckverfahren aufgebracht werden, fungiert als stabiler Trägerstoff. Im Gegensatz zu herkömmlichen Li-Ionen-Batterien verzichtet die neue Festkörper-Batterie auch weitestgehend auf toxische oder fragwürdige Substanzen. Die Festelektrolyte dienen als stabile Trägermaterialien für die Elektrolyten, die zurzeit auf beiden Seiten im Siebdruckverfahren aufgebracht werden. "Die neue Akkuzelle hat sich in ersten Versuchen über 500 Lade- und Entladezeiten als recht robust erwiesen und hatte dann noch 84 Prozentpunkte ihrer Originalkapazität ", sagt Dr. Shicheng Yu.

"Mit rund 120 Milliampere pro Gramm im Jahr ( "mAh/g") ist die Leistungsdichte bereits sehr hoch, auch wenn sie noch leicht unter der der modernen Li-Ionen-Batterien liegt", erläutert Eichel. Zukünftige Einsatzschwerpunkte für Solid-State-Batterien sehen die Sprecherin der Helmschen Gemeinschaft neben der Erforschung der Elektro-Mobilität auch in anderen Bereichen: "Solid-State-Batterien werden derzeit unter hohem Druck als Energiespeicher für Elektrofahrzeuge der nächsten aber nicht weniger als einer Genera -tion aufbereitet.

Aber wir gehen davon aus, dass sich Solid-State-Batterien auch in anderen Anwendungsbereichen behaupten werden, in denen es auf Langlebigkeit und Sicherheit im Einsatz ankommt, wie z. B. in der Medizinaltechnik oder auf integrierte Komponenten im Bereich "Smart Home"", sagt Eichel.