Forscher der McGill University haben einen bedeutenden Fortschritt bei der Entwicklung von Lithium-Festkörperbatterien erzielt, die als nächster Schritt in der Batterietechnologie für Elektrofahrzeuge (EV) angestrebt werden. Durch die Lösung eines seit langem bestehenden Problems mit der Batterieleistung könnte diese Entdeckung den Weg für sicherere und langlebigere Elektrofahrzeuge ebnen.
Die Herausforderung liegt in dem Widerstand, der dort entsteht, wo der keramische Elektrolyt auf die Elektroden trifft. Dadurch wird die Batterie weniger effizient und kann weniger Energie liefern. Das Forschungsteam hat herausgefunden, dass dieses Problem gelöst werden kann, wenn anstelle der herkömmlichen dichten Platte eine poröse Keramikmembran geschaffen und diese mit einer geringen Menge an Polymer gefüllt wird.
„Durch die Verwendung einer mit Polymeren gefüllten porösen Membran können sich die Lithiumionen frei bewegen und den Grenzflächenwiderstand zwischen dem Festelektrolyten und den Elektroden beseitigen“, so George Demopoulos, Professor am Fachbereich Werkstofftechnik und Leiter der Forschungsarbeiten. „Dies verbessert nicht nur die Leistung der Batterie, sondern schafft auch eine stabile Schnittstelle für den Hochspannungsbetrieb, eines der wichtigsten Ziele der Industrie.
Vorteile des neuen Designs
Derzeitige Lithium-Ionen-Batterien basieren auf flüssigen Elektrolyten, die aufgrund ihrer Entflammbarkeit Sicherheitsrisiken bergen. All-Solid-State-Batterien zielen darauf ab, flüssige Komponenten durch feste zu ersetzen, um Sicherheit und Effizienz zu verbessern. Dieses neue Design bietet eine neuartige Möglichkeit, eines der Haupthindernisse für die Einführung von Festkörperbatterien in der Elektrofahrzeugindustrie zu überwinden.
„Diese Entdeckung bringt uns der nächsten Generation sicherer und effizienter Batterien für Elektrofahrzeuge näher“, sagte der Erstautor der Studie und Doktorand am Fachbereich Werkstofftechnik Senhao Wang.
