Feststoffbatterie

Wie aus der Bezeichnung Feststoffbatterie, Festkörperbatterie oder Feststoffakku hervorgeht, besteht ein solcher Akkus ausschließlich aus festen Materialien. Wie bei anderen Akkus auch, bestehen die beiden Elektroden aus Feststoffmaterial, aber auch, und das macht den Unterschied, der Elektrolyt ist aus festem Material. Bei den meisten anderen Akkutypen ist er flüssig.

Bei den verschiedenen Feststoffbatterien, Solid State Batteries, besteht die positive Anode aus Graphit-Silizium oder Lithium und die negative Kathode aus Aluminium oder Kohlenstoff. Zwischen den beiden Elektroden ist der Festelektrolyt. Im Falle des Lithium-Polymer-Akkus (LiPo) ist es eine Folie auf Polymerbasis, bei anderen Feststoffbatterien besteht der Elektrolyt aus Polymer-Keramik, aus einer Lithium- oder einer Glas-Keramik-Verbindung durch die die Lithium-Ionen diffundieren können. Die durchlässige Keramik ist ein guter Ionenleiter und sperrt die Elektronen. Durch die Ionenleitfähigkeit verringert sich der Innenwiderstand und die Energiedichte erhöht sich. Entscheidend ist, wie gut der Elektrolyt die Ionen leitet. Neuere Entwicklungen zeigen eine hohe Ionenleitfähigkeit im Unterschied zu Akkus mit flüssigem Elektrolyt. Je besser die Ionenleitfähigkeit ist, desto geringer ist der Innenwiderstand des Akkus, was einen direkten Einfluss auf die Energiedichte hat, die mit bis zu 800 Wh/kg sehr hoch ist. Dagegen ist die Leistungsdichte gering, weil der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden und dem Elektrolyt die Stromentnahme begrenzt. Mit einem Elektrolyt aus Polymer-Keramik wird der Ladungstransport zur Anode verbessert.

Festkörperbatterien können in Dünnschichttechnik aufgebaut werden, sie sind äußerst flach und können in Smartcards und Smart Wearables eingesetzt werden. Wegen ihrer hohen Energiedichte und der Feuerfestigkeit sollen Festkörperbatterien mittelfristig auch in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Nachteilig ist die geringe Stromstärke mit der diese Akkus geladen werden können.

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Informationen zum Artikel
Deutsch: Feststoffbatterie
Englisch: solid state battery
Veröffentlicht: 16.07.2020
Wörter: 276
Tags: Batterien, Akkus
Links: Akku (Akkumulator), Batterie, Dünnschichttechnik, Elektrode, Elektrofahrzeug