Silizium-Anoden für höhere Reichweiten von Elektroautos

Die meisten Entwicklungen zur Optimierung der Akkuleistung sind im Automobilbereich aktuell an ihre Grenzen gestoßen. Neue Hoffnung kommt nun aus den USA. Das Start-Up Sila Nanotechnologies aus Kalifornien präsentierte vor wenigen Wochen ein neuartiges Anoden-Material zur Leistungssteigerung von Lithium-Ionen-Batterien, die eine Steigerung der Reichweite von Elektrofahrzeugen um 40% möglich machen soll.

Höhere Leistung bei gleichbleibender Größe

Nach über 7 Jahren Entwicklungsarbeit hat das Unternehmen nicht nur den „Steath“-Modus verlassen, sondern auch mit BMW einen namenhaften Partner präsentiert, der die neue Technologie in die nächste Generation der Elektroautos überführt. Bereits 2023 sollen nach Angaben der Autobauer die ersten Autos mit den verbesserten Akkus für eine Leistungssteigerung von 10 bis 15 Prozent sorgen. Silas CEO Gene Berdichevsky geht noch weiter und spricht in einem Interview der Technology Review von einer Steigerung von bis zu 40 Prozent.

Die Verbesserung wird dabei nicht etwa durch einen größeren und somit schwereren Akku erreicht, sondern durch eine Erhöhung der Energiedichte im Material der negativen Elektrode, auch Anode genannt. Seit einigen Jahren ist den Forschern weltweit bekannt, dass Silizium die 25fache Menge an Lithium-Ionen an sich binden kann als das bisher häufig verwendete Graphit. Durch die Vergrößerung des Volumens kommt es zum Anschwellen sowie zu einer Überbelastung des Materials. In Folge kann das Material beim Aufladen zerbröseln und wiederum negativen Einfluss auf die Akkuleistung haben.

Die drei Firmengründer von Sila haben rund acht Jahre an einer Methode gearbeitet, starre Nanopartikel auf Silizium-Basis herzustellen, die so porös sind, dass sie die Volumenausdehnung ohne eine Veränderung der äußeren Erscheinungsparameter wie Form oder Größe aufnehmen können. Das veränderte Material wird als Kompositpulver für die Anode angeboten und kann problemlos in die bestehenden Produktionsprozesse der Batteriehersteller von Lithium-Ionen-Zellen aufgenommen werden. Mit BMW als ersten Partner sind die Anwendungsszenarien für den Super-Akku noch lange nicht ausgeschöpft. Mobiltelefonhersteller könnten ebenfalls profitieren und energieintensive Neuerungen wie verbesserte Kameras oder Sensoren in neue Geräte integrieren, ohne Einfluss auf die täglich gewohnte Nutzleistung der Konsumenten zu haben.

www.silanano.com