Derzeit stellen Industrien und Betriebe auf erneuerbare Energiequellen um. Vor diesem Hintergrund ist es unerlässlich, über eine Lagerausrüstung zu verfügen, um niedrige Produktionszyklen zu bewältigen. Derzeit werden hierfür Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt, die jedoch nicht in der Lage sind, den großen Energiebedarf zu decken. Ein Forscherteam der University of California in San Diego arbeitete mit LG Energy Solutions zusammen, um mit energiedichten Batterien zu arbeiten, indem es eine entwickelte Festkörperbatterie mit Siliziumanode.
Mit einer Kupferfolie beschichteter Graphit wird als Anode in Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Das funktioniert gut, aber für Projekte mit höherer Energie wie z elektrisch angetriebener Flug und Lagerregale glauben Wissenschaftler, dass Silizium das Problem möglicherweise lösen könnte.
Laut der durchgeführten Studie verfügt Silikon als Anode in der Lithium-Ionen-Batterie über eine zehnmal höhere Kapazität als Graphit. In der Vergangenheit wurde Silikon verwendet, aber die Funktionalität führte zu Kapazitätsverlusten, da sich das Silikon beim Be- und Entladen ausdehnte und zusammenzog.
Um dieses Problem zu lösen, beschlossen die Forscher unter der Leitung von Professor Shirley Meng von der UC San Diego, anstelle der normalen Flüssigkeit einen festen Elektrolyten auf Schwefelbasis zu verwenden. Dadurch entfallen die zuvor bei Silikonanoden verwendeten Kohlenstoff- und Polymerbindemittel. Dadurch wurde das Problem des Kapazitätsverlusts gelöst.
Die Ergebnisse der Forschung werden in der Ausgabe der Zeitschrift Science vom 24. September veröffentlicht.
„Der Festkörper-Silizium-Ansatz überwindet viele Einschränkungen herkömmlicher Batterien“, sagte Darren HS Tan, der Erstautor des Papiers. „Es bietet uns spannende Möglichkeiten, die Marktanforderungen nach höherer Volumenleistung, geringeren Kosten und sichereren Batterien, insbesondere für die Energiespeicherung im Netz, zu erfüllen“, ist Tan auch CEO eines Startups, UNIGRID Battery. Die Technologie wird für Festkörper-Siliziumbatterien lizenziert. LG Energy Solutions, ein Forschungspartner, hat Pläne für die Massenproduktion von Festkörperbatterien bis 2027.
