Zigtausende stecken im Tesla Model S
Dieser Behälter sieht aus wie ein Lippenstift – genau jener Batterietyp, der zu Zigtausenden im Tesla Model S steckt, dem wohl bekanntesten Elektroauto. In vielen Praxistests schafft er bei normalem Tempo mehr als 300 Kilometer, bei defensiver Fahrweise sogar noch mehr, kostet allerdings über 100.000 Euro. In Münster tüfteln die Forscher unter anderem daran, die Elektroden der Batterien zu verbessern. Tobias Placke nimmt eine Folie in die Hand – das Elektrodenmaterial.

"Momentan wird, wenn man die Anode anschaut, Graphit standardmäßig eingesetzt in allen Lithium-Ionen-Zellen. Man versucht mehr und mehr dahinzukommen, auch Silizium einzusetzen. Das könnte die Energiedichte und auch die Reichweite für die Elektromobilität deutlich nach vorne bringen."

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Das Problem: Silizium kann zwar viel Lithium speichern, dehnt sich dabei aber kräftig aus, um das Dreifache seines Volumens. Reine Siliziumelektroden würden durch das extreme An- und wieder Abschwellen ziemlich schnell kaputtgehen. Deshalb bauen die Forscher das Silizium in die Graphitelektroden ein."In jetzigen Zellen ist schon ein bisschen Silizium drin, ein bis zwei Gewichtsprozent vielleicht. Das wird weiter optimiert, das wird mehr und mehr kommen. Und dadurch wird man auch mehr Reichweite bekommen. Das ist nicht mehr so weit weg."

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"Die haben sehr hohe Leitfähigkeit, also können sehr gut Lithium transferieren. Eine große Schwierigkeit dabei ist: Wenn man den Flüssigelektrolyt hat, der dringt einfach schnell überall ein. Bei dem Festelektrolyten hat man das Problem, dass man Grenzflächen hat, zum Beispiel zur festen Anode. Dadurch entstehen Widerstände, die überwunden werden müssen. Und das sind Herausforderungen."Die Forscher versuchen das Problem zu lösen, indem sie das Pulver fest mit den Elektroden verpressen, das vermindert den Widerstand. Oder sie experimentieren mit hauchdünnen Elektrolyt-Schichten, das senkt ebenfalls den Widerstand.

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