„Allwetter-Batterie“ erwärmt sich bei Minusgraden
Forscher der Pennsylvania State University haben eine selbsterwärmende Lithium-Ionen-Batterie entwickelt.
In nur 20 Sekunden heizt sich die sogenannte „Allwetter-Batterie“ von -20 auf null Grad Celsius auf. „Das ist ein Durchbruch für elektrische Fahrzeuge, Drohnen, Outdoor-Roboter und Raumfahrtelektronik“, schildert Chao-Yang Wang vom Electrochemical Engine Center. Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.
Reichweite stark reduziert
Konventionelle Batterien haben infolge von Gefriertemperaturen einen erheblichen Energieverlust. Dies verlangsamt den Ladevorgang und reduziert die Reichweite eines Fahrzeugs um circa 40 Prozent. „Wir wollen nicht, dass elektrische Fahrzeuge aufgrund der Wetterbedingungen 40 bis 50 Prozent ihrer Reichweite verlieren“, betont Wang. Als Gegenmaßnahme gäbe es nur teurere Batterien, die den Energieverlust kompensieren.
Die innovative Batterie schafft Abhilfe. Sie wiegt nur um 1,5 Prozent mehr und kostet 0,04 Prozent mehr als herkömmliche Batterien. Binnen 30 Sekunden erwärmt sich die neue Batterie von -30 bis null Grad Celsius. Dafür werden lediglich 5,5 Prozent der Kapazität beansprucht, was weit unter den 40 Prozent konventioneller Batterien liegt.
Nickelfolie als Leitermaterial
Bei der Allwetter-Batterie kommt eine Nickelfolie mit einer Dicke von 50 Mikrometer zum Einsatz. Ein Ende ist mit dem Minuspol verbunden. Das andere Ende befindet sich außerhalb der Zelle, um einen dritten Pol zu bilden. Ein Temperatur-Sensor, der an einem Schalter angebracht ist, bewirkt, dass die Elektronen durch die Folie fließen. Dies führt zu einem schnellen Erwärmen der Folie durch Widerstandserwärmung. Dadurch wird das Innere erhitzt. Bei einer Temperatur von null Grad Celsius legt sich der Schalter um, damit der elektrische Strom normalisiert wird.
