{"id":107233,"date":"2025-05-31T02:20:00","date_gmt":"2025-05-31T00:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=107233"},"modified":"2025-05-29T16:20:34","modified_gmt":"2025-05-29T14:20:34","slug":"feststoffbatterien-die-zukunft-der-energiespeicherung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/energie\/feststoffbatterien-die-zukunft-der-energiespeicherung\/","title":{"rendered":"Feststoffbatterien \u2013 die Zukunft der Energiespeicherung?"},"content":{"rendered":"\n

Feststoffbatterien versprechen kurze Lade- und lange Laufzeiten in Kombination mit geringer Entflammbarkeit. Doch marktreif sind sie noch nicht. Eine Studie untersucht eines der Probleme, dass derzeit h\u00e4ufig zu Kurzschl\u00fcssen f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

27.05.2025 \u2013 Feststoffbatterien haben das Potenzial, die Energiespeicherung zu revolutionieren und eine Schl\u00fcsselrolle in der Energiewende zu spielen. Mit fortschreitender Forschung und Entwicklung k\u00f6nnten sie in den n\u00e4chsten Jahren eine wichtige Alternative zu herk\u00f6mmlichen Lithium-Ionen-Batterien werden. Geforscht wird besonders f\u00fcr den Einsatz in der E-Mobilit\u00e4t. Bis sie serienm\u00e4\u00dfig verbaut werden, k\u00f6nnten jedoch noch einige Jahre vergehen.<\/p>\n\n\n\n

L\u00e4uft l\u00e4nger, l\u00e4dt k\u00fcrzer, brennt nicht<\/h4>\n\n\n\n

Feststoffbatterien bieten in der Theorie zahlreiche Vorteile gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Batterien. Ihre h\u00f6here Energiedichte erlaubt l\u00e4ngere Lauf- und geringere Ladezeit, zudem sind sie weniger anf\u00e4llig f\u00fcr \u00dcberhitzung. Soweit das Potential.<\/p>\n\n\n\n

\u201eFestk\u00f6rperbatterien kommen fast oder ganz ohne fl\u00fcssige Komponenten aus. Im Gegensatz zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien, die einen fl\u00fcssigen, brennbaren Elektrolyten verwenden, versprechen sie deshalb einen noch sichereren Betrieb. H\u00e4ufig wird auch eine h\u00f6here Energiedichte genannt, die allerdings nur erreicht werden kann, wenn neben dem fl\u00fcssigen Elektrolyten auch die negative Elektrode, die bei konventionellen Lithium-Ionen-Batterien fast immer aus Graphit besteht, gleichzeitig durch Lithium-Metall ersetzt wird\u201c, erkl\u00e4rt Helmut Ehrenberg, Professor und Leiter des Instituts f\u00fcr Angewandte Materialien \u2013 Energiespeichersysteme, Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT), Eggenstein-Leopoldshafen.<\/p>\n\n\n\n

Die Herstellung von Feststoffbatterien ist allerdings komplexer als die herk\u00f6mmlicher Lithium-Ionen-Batterien und erfordert pr\u00e4zise Kontrolle \u00fcber die Materialien und Prozesse.<\/p>\n\n\n\n

Materialabnutzung noch nicht gel\u00f6st<\/h4>\n\n\n\n

In einer Studie hat ein chinesisches Forscherteam nun einen Aspekt eines der Probleme bei Festk\u00f6rperbatterien mit Lithium-Metall-Anoden untersucht. An der Grenzfl\u00e4che zwischen der Lithium-Metall-Anode und dem festen Elektrolyten bilden sich durch die starke Reibung h\u00e4ufig verzweigte Metallgebilde, sogenannte Dendriten, die zu ungewollten Kurzschl\u00fcssen f\u00fchren k\u00f6nnen. Dies verk\u00fcrzt die Lebensdauer der Batterie. Wie die Ladezyklen mit der Erm\u00fcdung der Anode und Entstehung von Defekten wie Dendriten zusammenh\u00e4ngen, stand im Fokus der Studie<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDendritenbildung ist einer der wichtigsten Versagensmechanismen in Festk\u00f6rperbatterien mit metallischen negativen Elektroden. Resultierende Kurzschl\u00fcsse sind auch eine der gr\u00f6\u00dften Sicherheitsrisiken. Insofern adressiert diese Publikation hoch relevante Beitr\u00e4ge zur Erm\u00fcdung und dem Versagen von Batterien. Allerdings wird dieser Aspekt gar nicht in seiner ganzen Komplexit\u00e4t behandelt, sondern nur auf die Betrachtung der Lithium-Metall-Anode beschr\u00e4nkt\u201c, ordnet Ehrenberg ein.<\/p>\n\n\n\n

Bisher seien Festk\u00f6rperbatterien immer noch im Entwicklungsstadium, es k\u00f6nne deshalb im Moment noch nicht abschlie\u00dfend bewertet werden, ob die in Festk\u00f6rperbatterien gesteckten Hoffnungen erf\u00fcllt werden oder nicht. Ein Nachteil sei die begrenzte Lebensdauer, da die Volumen\u00e4nderungen in den elektrochemischen Aktivmaterialien beim Laden und Entladen in einem festen Zellkonzept zu kritischen mechanischen Spannungszust\u00e4nden f\u00fchren, die relativ schnell zu Kontaktverlusten und damit zur Abnahme der Speicherkapazit\u00e4t f\u00fchren, erkl\u00e4rt Ehrenberg.<\/p>\n\n\n\n

Forschen am Feststoff<\/h4>\n\n\n\n

In der Realit\u00e4t muss also noch einiges an Forschung passieren, bevor Feststoffbatterien weitfl\u00e4chig ausgerollt werden k\u00f6nnen. Viele gro\u00dfe Unternehmen und Forschungseinrichtungen arbeiten allerdings daran, diese Technologie zur Marktreife zu bringen.<\/p>\n\n\n

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Besonders Automobilkonzerne treiben die Forschung voran. Toyota hat bereits Prototypen einer Feststoff-E-Autobatterie entwickelt und arbeitet an der Skalierung. BMW und Ford arbeiten mit Solid Power zusammen, einem f\u00fchrenden Unternehmen in der Entwicklung von Feststoffbatterien. Volkswagen hat in QuantumScape investiert, ein Unternehmen, das sich auf Feststoffbatterien spezialisiert hat. Nissan hat in Japan eine Pilotanlage f\u00fcr die Produktion von Feststoffbatterien in Betrieb genommen. Alle Autobauer planen, Feststoffbatterien in naher Zukunft in ihren E-Autos zu verbauen.<\/p>\n\n\n\n

Ehrenberg steht der Entwicklung trotzdem skeptisch gegen\u00fcber. \u201eEs sind noch immer gro\u00dfe H\u00fcrden zu \u00fcberwinden, um konzeptionell gleichzeitig die Energiedichte gegen\u00fcber konventionellen Lithium-Ionen-Batterien zu steigern und die Lebensdauer bei gleichzeitig sicherem Betrieb zu verbessern. Auch muss das Schnellladeverhalten noch weiter verbessert werden. Erst wenn diese Randbedingungen erf\u00fcllt sind, werden sich die Herausforderungen einer umfassenden Nachhaltigkeitsbetrachtung und einer kosteng\u00fcnstigen Produktion stellen.\u201c Im Gegensatz zu zahlreichen Presseinformationen potenzieller Hersteller von Festk\u00f6rperbatterien werde dies noch einige Jahre ben\u00f6tigen, bis eventuell eine Markteinf\u00fchrung in signifikantem Ma\u00dfe erfolgen werde.<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

Der Bericht wurde von der\u00a0Redaktion \u201cenergiezukunft\u201c (jb) 2025<\/a>\u00a0verfasst\u00a0\u2013 der Artikel darf\u00a0nicht ohne Genehmigung<\/a>\u00a0weiterverbreitet werden!\u00a0|\u00a0energiezukunft<\/strong>\u00a0| Heft 38\/2025 | \u201eQuo vadis Europa? Energiewende zwischen Vision und Wirklichkeit\u201c<\/a>\u00a0|\u00a0Download<\/a><\/p>\n\n\n\n

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