Theion erreicht 2.000 Ladezyklen mit neuer Anode
Erreicht wurden die 2.000 Lade- und Entladezyklen, die laut der Theion-Mitteilung von einem führenden unabhängigen Forschungsinstitut in Deutschland bestätigt wurden, dank einer eigens entwickelten Polymer-Struktur mit speziellen Beschichtungen als Ersatz für aktuelle Anodenmaterialien wie Graphit, Silizium oder Lithium-Metall. Mit den genannten Materialien haben Lithium-Schwefel-Zellen bisher beim schnellen Laden und Entladen zur Bildung von Dendriten geneigt. Diese Dendriten können im schlimmsten Fall zu Kurzschlüssen innerhalb einer Batteriezelle sorgen und stellen damit ein Sicherheitsrisiko dar.
Die Entwicklung einer langlebigen, leichten Anode ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für Lithium-Schwefel-Batterien, so das Unternehmen. Die Zellchemie mit Schwefel in der Kathode bevorzugt Theion trotz der Herausforderungen wegen zwei Faktoren: Lithium-Schwefel-Batterien bieten die dreifache Energiedichte bei nur einem Drittel der Kosten im Vergleich zu heutigen konventionellen Lithium-Ionen-Batterien.
Erstmals öffentlich angekündigt hatte Theion die Entwicklung einer Li-S-Zelle im März 2022. Damals hieß es, dass die sogenannte „Kristallzelle“ 2023 für den Luft- und Raumfahrtsektor angeboten werden soll, ab 2024 dann auch in Autos. Die 2.000 Zyklen mit der neuartigen Anoden sind nun ein wichtiger Entwicklungsschritt, allerdings wurden hierfür kleine Knopfzellen verwendet. In einem großvolumigen Format, wie es in E-Autos oder in der Luftfahrt in eVTOL eingesetzt wird, wurden die Li-S-Zellen offenbar noch nicht getestet.
„Unser neues Anodendesign ist ein wichtiger Meilenstein für Theion – und somit für die gesamte Branche“, sagt Theion-CEO Ulrich Ehmes. „Mit unserer über mehrere tausend Zyklen optimierten und getesteten Anodenstruktur haben wir das Dendriten- und Schnellladeproblem von Lithium-Metall-Folien erfolgreich gelöst. Dies ist eine Schlüsselkomponente für unsere Hochleistungs-Lithium-Schwefel-Zelle.“
„Unser Durchbruch bei der leichten und schnell aufladbaren Batteriechemie macht Lithium-Schwefel-Batterien ideal für elektrische Antriebe in der Luftfahrt, wie zum Beispiel eVTOLs und traditionelle Propellerflugzeuge“, ergänzt Marek Slavik, Mitbegründer von Theion. „Der grundlegende Unterschied zwischen Schwefel und bestehenden LFP-, NMC- oder anderen auf Transfer-Metallen basierenden Kathoden besteht darin, dass Schwefel als Mehrstufen-Redox-Konversions-Kathode in der Lage ist, 16 Elektronen zu mobilisieren, während beispielsweise eine LFP-Kathode nur ein Elektron mobilisieren kann. Letztendlich ist es die Energiedichte von 16 Elektronen im Vergleich zu einem Elektron, die die Räder eines Elektroautos zum Drehen bringen oder die Propeller eines Elektroflugzeugs antreiben.“
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