Moderne Lithiumspeicher sind momentan überwiegend mit einem flüssigen Elektrolyt ausgerüstet. Diese sind in ein Batteriegehäuse eingefüllt und dicht verschlossen. Die Dichtigkeit der Gehäuse stellt dabei ein wichtiges Kriterium in Sachen Batterielebensdauer dar. Zudem gibt es die wichtigen Themen Brandschutz, Ausgasung und Giftigkeit.
Elektrolyt aus Feststoffen
Zahlreiche Forschungsprojekte im Bereich der Batteriespeichertechnik zielen daher auf das Ersetzen des flüssigen Elektrolyts durch ein Feststoffmaterial ab. Eine große Herausforderung stellt dabei dar, dass genügend aktive Oberfläche vorhanden ist, die eine Elektronenabgabe und -aufnahme ermöglichen. Dies führt zu einem höheren Innenwiderstand und somit einem stärkeren Spannungsabfall bei Belastung der Batteriezelle. Zudem bedeutet ein höherer Innnenwiderstand auch höhere Verluste in der Zelle, die zu einer Erwärmung des Akkus führen.
Projekt Feststoff-Lithium-Speicher des Forschungszentrum Jülich
Forscher des Forschungszentrum Jülich haben einen neuartigen Lithium-Akku entwickelt, der mit einem festen Elektrolyt arbeitet. Dieser Akku ist sehr sicher bei einem Unfall oder Beschädigung des Gehäuses, da das Elektrolyt nicht mehr auslaufen kann. Zudem ist es gelungen, den Innenwiderstand deutlich zu senken. Ziel ist eine Erhöhung der Leistungsdichte. Ein großer Vorteil ist die Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen, wie sie in mobilen Anwendungen häufig vorkommen. Weiterhin sind sie wesentlich temperaturstabiler als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus mit flüssigem Elektrolyt.
Lösung durch in Gel gebundenes Elektrolyt
Um die elektrischen Eigenschaften zu verbessern, wird auch versucht, das Elektrolyt als Gel ähnlich bei Blei-Gel-Batterien auszuführen. Hier spricht man dann von Lithium-Polymer-Gel-Akkus. Diese können in vielen verschiedenen Bauformen hergestellt werden.
