Samsung zeigt Prototyp einer Festkörper-Batterie für 800 Kilometer Reichweite

Samsung-Forscher haben den Prototyp einer Feststoff-Batteriezelle vorgestellt, die Elektroautos zu 800 Kilometer Reichweite verhelfen und 1.000 Ladezyklen überstehen soll. Auch für das Problem der Dendriten-Bildung bei den häufig in Festkörperbatterien verwendeten Lithium-Metall-Anoden gibt es eine Lösung.

Hierfür setzen die Samsung-Forscher bei der Anode auf eine Silber-Kohlenstoff-Verbundschicht. Diese wirke nicht nur dem Dendriten-Problem entgegen, sondern sorge auch für eine größere Kapazität und eine längere Lebensdauer, so der koreanische Konzern. Samsung ist so überzeugt, dass in der Mitteilung von einer „bahnbrechenden Entwicklung“ gesprochen wird.

Die Kompositschicht aus Silber-Karbon sei dabei vor allem als Maßnahme gegen die Bildung von Dendriten, also Kristallisationen an den Lithium-Anoden, entwickelt worden. Da sie mit einer Dicke von gerade einmal fünf Mikrometern deutlich dünner ist, kann auch die gesamte Anode dünner werde. So soll ein mit diesen Zellen aufgebauter Feststoff-Akku nach Angaben von Samsung auf eine Energiedichte von 900 Wattstunden pro Liter kommen und bei vergleichbarer Kapazität rund 50 Prozent kleiner als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien sein.

Die Dendriten sind Materialablagerungen an der Lithium-Metall-Anode. Da sie die Oberfläche der Anode „blockieren“, kann die Anode nicht mehr voll genutzt werden. Wachsen die Dendriten so weit, dass sie die Separator-Folie zwischen Anode und Kathode beschädigen, können sie sogar die Sicherheit der Batterie beeinflussen.

„Das Produkt dieser Studie könnte der technologische Grundstein für sicherere Hochleistungsbatterien der Zukunft sein“, sagt Projektleiter Dongmin Im vom Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT). „In Zukunft werden wir Festkörperbatteriematerialien und Herstellungstechnologien weiterentwickeln und verfeinern, um die Innovation von EV-Batterien auf die nächste Stufe zu heben.“

In dem Prototypen, den Samsung für die Vorstellung des Akkus entwickelt hat, sind genügend Pouch-Zellen für bis zu 800 Kilometer Reichweite bei einem Elektroauto untergebracht. Wie immer sind solche Angaben jedoch mit Vorsicht zu genießen. Samsung verspricht ebenfalls, dass die Batterie bis zu 1.000 Ladezyklen überstehen solle, was hochgerechnet eine Laufleistung von 800.000 Kilometern ergibt.

Samsung nennt kein Jahr für den Marktstart

Zu dem verwendeten Festkörper-Elektrolyt macht Samsung in der Mitteilung keine Angaben, ebenso zur potenziellen Ladeleistung eines solchen Elektroauto-Akkus nicht. Trotz der „bahnbrechenden“ Entwicklung sei der Prototyp noch nicht marktreif. Zunächst sollen die Materialien im Detail besser aufeinander abgestimmt werden, im Anschluss wollen sich die Forscher an entsprechende Produktionsprozesse für die Massenfertigung machen. Es gibt also noch einige Punkte, bei denen sich der Einsatz der Silber-Kohlenstoff-Verbundschicht entscheidend verzögern bzw. verteuern könnte.

Der Zeitpunkt der Samsung-Veröffentlichung könnte auch Unternehmens-politisch motiviert sein: Der japanische Toyota-Konzern verspricht seit Jahren, zu den Olympischen Spielen im Sommer 2020 in Tokio eine Festkörper-Batterie vorstellen zu wollen. Wir sind gespannt, wie nahe Toyota bereits dem Serieneinsatz ist. Auch andere Unternehmen arbeiten an der Feststoff-Technologie: Der taiwanesische Konzern ProLogium hatte auf der CES eine Festkörper-Batterie vorgestellt, Mercedes ist hierfür eine Kooperation mit Hydro-Québec eingegangen. Die großen deutschen Automobilzulieferer Bosch und Continental sind mit ihren Projekten bzw. Beteiligungen dagegen gescheitert und haben die Entwicklung aufgegeben.
t3n.de, samsung.com