Neue Akku-Technologie: Tesla meldet Patent für Lithium-Metall-Batterien an - EFAHRER.com

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von Tobias Stahl am 13.07.2020

TeslaTesla fährt beim Thema Batterieforschung mehrgleisig

Tesla hat einen Patentantrag auf eine neue Elektrolytlösung für eine anodenfreie Lithium-Metall-Batteriezelle gestellt. Der Antrag, der vom Tesla-Forschungsteam unter der Leitung von Jeff Dahn eingereicht wurde, bezieht sich auf einen Lithium-Difluorborat-(Oxalat-)Elektrolyten und Lithium-Tetrafluoroborat-Salze für anodenfreie Lithium-Metall-Zellen.

Jeff Dahn gilt als einer der wichtigsten Forscher auf dem Gebiet der Lithium-Ionen-Akkus. Der Physikprofessor ist mit seinem Forschungsteam bei Tesla auch für die Entwicklung der Millionen-Meilen-Batterie verantwortlich, die Tesla noch in diesem Jahr vorstellen will.

Das Forschungsteam ist jedoch auch abseits der Arbeit an der Lithium-Ionen-Technologie nicht untätig und verfolgt parallel das Ziel, eine langlebigere Art der Lithium-Metall-Batterie zu entwickeln. Darauf deutet zumindest der Titel der Patentanmeldung der kanadischen Forschungsgruppe hin: "Elektrolyte mit Lithium-Difluor(oxalato)borat und Lithium-Tetrafluoroborat-Salzen für Lithium-Metall und anodenfreie Batteriezellen".

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Tesla schreibt über die aktuellen Probleme mit Lithium-Metall-Batterien in der Patentanmeldung:

"Wiederaufladbare Batterien sind ein integraler Bestandteil von Energiespeichersystemen für Elektrofahrzeuge und zur Netzspeicherung (z.B. als Notstrom bei Stromausfall, als Teil eines Mikronetzes usw.). Einige dieser wiederaufladbaren Batteriesysteme umfassen Lithium-Metall-Batterien und anodenfreie Lithium-Batterien. Lithium-Metall-Batterien und anodenfreie Lithium-Batterien haben gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien gewisse Vorteile, da sie eine höhere Energiedichte aufweisen. Anodenfreie Zellen sind auch kostengünstiger und einfacher zu montieren, da sie keine Anodenbeschichtung aufweisen. Herausforderungen mit Lithium-Metall- und anodenfreien Lithiumbatterien haben jedoch ihre weit verbreitete Einführung verhindert. Die Verbesserung bestimmter Eigenschaften von Lithium-Metall- und anodenfreien Batteriesystemen wird einen breiteren Einsatz solcher Systeme ermöglichen. Zum Beispiel ist die Entwicklung von Elektrolytzusammensetzungen, die eine kommerziell akzeptable Zyklenleistung von Lithium-Metall-Batterien und anodenfreien Lithium-Batterien ermöglichen, entscheidend für die Verbreitung solcher Batteriesysteme. Bis zur vorliegenden Offenlegung besteht in der Branche allgemeiner Konsens darüber, dass ein Elektrolyt mit Lithiumdifluor(oxalato)borat ("LiDFOB")-Salz allein die Kapazitätserhaltung von Lithium-Metall- und anodenfreien Lithiumzellen am besten erhöht."

Lithium-Metall- und anodenfreie Lithium-Batterien weisen also Vorteile hinsichtlich der Energiedichte und Kosten auf, sind jedoch nicht so langlebig wie Lithium-Ionen-Batterien. Dahns Team behauptet jedoch, dass die neuen Elektrolyte genau in diesem Bereich eine Verbesserung bewirken würden.

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Die in der Patentanmeldung beschriebenen elektrolytischen Verbindungen ermöglichen es, die Langlebigkeit von Lithium-Metall-Batterien zu verbessern. Somit könnten die neuen Chemikalien, die Jeff Dahn und sein Team für Tesla entwickelt haben, eine Revolution innerhalb einer Industrie bedeuten, die sich bisher hauptsächlich auf Festelektrolyte konzentriert.

Im Patentantrag sind auch einige der Testergebnisse von der Überprüfung der neuen Zellen enthalten. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass während der Tests eine Zahl von 50 Lade-/Entladezyklen bisher noch nicht überschritten wurde. Vor einem kommerziellen Einsatz der Lithium-Metall-Batterien wären also noch weitaus ausgedehntere Langlebigkeitsstudien erforderlich.

Möglicherweise wird Tesla zum lang angekündigten "Tesla  Battery Day" am 15. September weitere Einzelheiten über die neuen Zellen bekanntgeben.

July 13, 2020 at 05:33PM
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