Festkörperbatterie
Eine Festkörperbatterie verwendet zwischen ihren Elektroden einen festen ionenleitenden Elektrolyten anstelle des herkömmlichen Flüssigelektrolyten. Bei einer vollständig festen Batterie sollen sich die Ionen durchgehend durch feste Materialien in der Zelle bewegen; sie darf nicht mit einem halbfesten Konzept oder einem Gel-Elektrolyten gleichgesetzt werden.
Warum das wichtig ist
Festkörper beschreibt die Elektrolytarchitektur, nicht die Elektrodenchemie. Eine Zelle kann weiterhin bekannte Kathodenmaterialien verwenden und den Festelektrolyten mit Lithiummetall, Graphit, Silizium oder einer anderen Anode kombinieren. Ein Festelektrolyt allein macht eine Batterie weder zu einer Lithium-Metall-Batterie noch garantiert er Energiedichte, Ladeleistung, Lebensdauer oder Sicherheit.
Zu den möglichen Vorteilen zählen weniger brennbare Flüssigkeit, andere Bauformen und Elektrodenkombinationen, die eine höhere Energiedichte ermöglichen können. Zu den Herausforderungen gehören ein niederohmiger Kontakt zwischen festen Schichten, der Umgang mit Ausdehnung und Rissen, die Kontrolle von Dendriten, ein geeigneter Anpressdruck sowie die großtechnische Fertigung dünner, fehlerfreier Elektrolytschichten.
Ausführliche Informationen zu Elektrolyttypen und Wechselwirkungen in der Zelle finden Sie unter Cell Chemistry & Components. Informationen zu aktuellen Prototypen und Fahrzeugvalidierungsprogrammen finden Sie unter Latest in Battery Technology.
Verfügbarkeit
Festkörper-Lithiumzellen werden seit Jahrzehnten erforscht; die Ursprünge reichen bis in die 1970er-Jahre zurück. Die ungelöste Herausforderung für den Automobilbereich ist nicht, ob eine kleine Zelle funktionieren kann, sondern ob große Zellen gleichbleibend und wirtschaftlich hergestellt werden können und zugleich die Fahrzeuganforderungen an Lebensdauer, Schnellladen, Temperaturbereich, Druck und Sicherheit erfüllen.
Ein Laborergebnis, eine Pilotlinie oder ein Straßenerprobungsfahrzeug ist daher kein Beleg dafür, dass Kundenfahrzeuge nur noch ein Modelljahr entfernt sind. Datierte Herstellerziele, Entwicklungsstufen und die aktuelle EVKX-Verfügbarkeitseinschätzung finden Sie unter Latest in Battery Technology.