Ein neuer Ansatz für den Elektrolyt in Lithium-Metall-Batterien könnte nicht nur die Reichweite von Elektrofahrzeugen erheblich steigern.

Ein großer Vorteil der Methode ist laut ETH ihre nahtlose Integrierbarkeit in den bestehenden Produktionsprozess, ohne Zusatzkosten für eine Anpassung der Produktionseinrichtung zu generieren. Foto: ETH Zürich

Lithium-Metall-Batterien können mindestens doppelt so viel Energie pro Volumeneinheit speichern wie die heute weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien. Derzeit haben sie allerdings den Nachteil, dass der Elektrolytflüssigkeit große Mengen an fluorhaltigen Lösungsmitteln und Salz zugesetzt werden müssen. Forschende der schweizerischen ETH Zürich haben nun eine Methode entwickelt, um die Fluormenge in den Lithium-Metall-Batterien drastisch zu reduzieren, sie somit umweltfreundlicher und außerdem stabiler sowie kostengünstiger zu machen.

Die fluorierten Verbindungen aus dem Elektrolyt helfen bei der Bildung einer Schutzschicht um das Lithium-Metall am Minuspol der Batterie. Eine stabile Schutzschicht erhöht die Effizienz, die Sicherheit und die Lebensdauer einer Batterie - die ETH-Forschenden haben ein Konzept entwickelt, bei dem elektrisch geladene fluorhaltige Moleküle als Vehikel dienen, um das Fluor an die Schutzschicht zu bringen. Auf diese Weise benötigen sie mindestens 20-mal weniger Fluor. Im Labor hatten die Batterien die Größe einer Münze, nun soll die Skalierbarkeit der Methode getestet und zu Pouch-Zellen übergegangen werden, wie sie in Smartphones üblich sind. (cst)

ETH Zürich 

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