Das von der Fraunhofer-Gesellschaft geförderte Verbundprojekt Liscell hat drei Jahre lang die innovative Lithium-Schwefel-Technologie untersucht. Ergebnis: Mit geringen Materialkosten und hoher Energiedichte könnte ein attraktiver Stromspeicher für Mobilität entstehen.
Ein effizienter Stromspeicher ist der Flaschenhals für alle mobilen elektronischen Anwendungen. Gewicht und Kosten pro Kilowattstunde Speicherkapazität der Batterie begrenzen den Einsatz der Akkus. Eine Lösung dafür können neuartige Lithium-Schwefel-Batterien sein. Laut den Forschern sind Energiedichten von bis zu 500 Wattstunden pro Kilogramm erwartet werden. Gleichzeitig wird bei dieser Technologie das teure Kathodenmaterial der Lithium-Ionen-Zellen durch kostengünstigen, ungiftigen und nahezu unbegrenzt verfügbaren Schwefel abgelöst.
Lithium-Schwefel-Zellen erreichen zwar bereits heute bis zu 40 Prozent höhere Energiedichten als die besten Lithium-Ionen-Zellen. Allerdings können sie nur 50 bis 100 Mal wiederaufgeladen werden. Grund dafür sind Zersetzungsreaktionen des Elektrolyten an der Anoden-Oberfläche, die aus metallischem Lithium besteht. An der Weiterentwicklung der Lithium-Schwefel-Batteriezellen auf der Basis neuer Kathoden, Elektrolyten und Anoden wurde im Rahmen des Verbundprojektes Liscell in den letzten drei Jahren geforscht.
Die drei Fraunhofer-Institute ICT, FEP und IVI beschäftigten sich neben der Materialentwicklung auch mit skalierbaren Herstellungsverfahren für Anoden und Kathoden als Rollenware und dem Aufbau von Batteriemodulen. Dabei wurde die Möglichkeit Batterien wieder aufzuladen, um ein Vielfaches erhöht und die Herstellungskosten durch das günstige Rolle-zu-Rolle-Fertigungsverfahren gesenkt. Damit sei ein weiterer Schritt für den Einsatz dieser Energiespeicher in der Elektromobilität getan, erklären die Fraunhofer-Wissenschaftler. (nhp)
