Bei der Weiterentwicklung und Neuentwicklung von Batterietechnologien geht es vor allem um:
- Erhöhung der Energiedichte zur Steigerung der Reichweite
- Ladedauer
- Temperaturverhalten (in einem Bereich von -20 bis +40 Grad Celsius)
- Kosten
- Sicherheit
- Umweltverträglichkeit
Alternative Batterie-Modelle
Wissenschaftler forschen an Alternativen zur Lithium-Ionen-Batterie, den sogenannten Post-Lithium-Ionen-Technologien. Vielversprechende Kandidaten sind die Lithium-Schwefel- und die Lithium-Sauerstoff-Technologie, bei der Sauerstoff aus der Luft als Oxidationsmittel dient.
Vervielfachung der Reichweite
- Die meisten Elektroautos kommen mit einem geladenen Lithium-Ionen-Akku etwa 200 Kilometer weit (Stand 2017).
- Forscher hoffen, dass Lithium-Schwefel- und Lithium-Sauerstoff-Technologien die Reichweite verdoppeln bzw. vervierfachen können.
- Die Lithium-Schwefel-Technologie wird wohl aber erst nach 2020, die Lithium-Sauerstoff-Technologie erst nach 2030 im großen Maßstab verfügbar sein.
Lithium-Schwefel-Batterie
- Lithium-Schwefel-Batterien haben ein besseres Verhältnis von Energie zu Gewicht als Lithium-Ionen-Batterien, sind also bei vergleichbarer Energieleistung leichter.
- Zudem steht Schwefel als Abfallprodukt der Ölindustrie in großen Mengen zur Verfügung. Er ist günstiger und weniger giftig als das bisherige Kathodenmaterial.
- Beim Vergleich Energie zu Volumen schneidet allerdings aktuell die Lithium-Ionen-Batterie am besten ab. Sie nimmt am wenigsten Raum ein.
Lithium-Luft-Batterien noch am Anfang der Entwicklung
- Lithium-Sauerstoff-Batterien dagegen nehmen sehr viel Raum ein und ihre Leistung ist bislang noch nicht ausreichend.
- Die Lithium-Luft-Batterie besteht aus sehr vielen Komponenten, was sie sehr schwer macht. Außerdem verliert sie pro Ladezyklus über zehn Prozent Energie, sodass sie keine lange Lebensdauer hat.
- Platzbedarf, Gewicht und geringe Lebensdauer machen sie momentan für den Einsatz in Elektroautos ungeeignet.
