China entwickelt Festk?rperbatterie für E-Fahrzeuge und Roboter

Festk?rper-Lithiumbatterien, die als ?Heiliger Gral“ der Energiespeichertechnologie der n?chsten Generation gepriesen werden, stehen seit langem vor einer gro?en Herausforderung: der Aufrechterhaltung eines engen Kontakts zwischen dem Festelektrolyten und der Lithiummetallelektrode.

Chinesische Wissenschaftler haben eine selbstadaptive Zwischenphase in Festk?rper-Lithiumbatterien entwickelt, die ohne ?u?eren Druck einen engen Kontakt zwischen der Lithium-Metall-Anode und dem Festelektrolyten aufrechterh?lt. Dies ist ein Durchbruch, der einen wichtigen Engpass auf dem Weg zur Kommerzialisierung entscheidend überwindet.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift ?Nature Sustainability“ ver?ffentlicht.

Ein Screenshot der Studie, die am 7. Oktober 2025 in der Fachzeitschrift ?Nature Sustainability“ ver?ffentlicht wurde.

Herk?mmliche Methoden erfordern einen konstanten Druck durch sperrige externe Ger?te, wodurch die Batterien für den praktischen Einsatz zu gro? und zu schwer werden.

Die Forscher des Instituts für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS), des Ningbo-Instituts für Materialtechnologie und -technik der CAS und der Huazhong-Universit?t für Wissenschaft und Technologie stellten fest, dass der Kontakt zwischen der Lithiumelektrode und dem Sulfid-Festelektrolyten in Festk?rper-Lithiumbatterien nicht ideal ist, da zahlreiche winzige Poren und Risse vorhanden sind. Diese Probleme verkürzen nicht nur die Lebensdauer der Batterie, sondern k?nnen auch Sicherheitsrisiken mit sich bringen.

Um diese Herausforderung zu bew?ltigen, führte das Forscherteam Iodidionen in den Sulfid-Festelektrolyten ein. W?hrend des Batteriebetriebs wandern diese Iodidionen unter dem Einfluss des elektrischen Feldes zur Elektrodenoberfl?che und bilden dort eine iodidreiche Grenzfl?che.

Diese Grenzfl?che kann Lithiumionen aktiv anziehen und füllt automatisch alle Lücken und Poren wie bei einer Selbstheilung, wodurch ein dichter Kontakt zwischen Elektrode und Elektrolyt aufrechterhalten wird.

Eine Illustration von Festk?rper-Lithiumbatterien für erneuerbare Energien. (VCG)

Prototyp-Batterien, die auf Basis dieser Technologie hergestellt wurden, haben selbst nach Hunderten von Lade- und Entladezyklen unter Standardtestbedingungen eine stabile und hervorragende Leistung gezeigt, die weit über dem Niveau ?hnlicher bestehender Batterien liegt.

Die Technologie k?nnte zukünftige Batterien mit Energiedichten von über 500 Wattstunden pro Kilogramm erm?glichen und damit die Batterielebensdauer von elektronischen Ger?ten um mindestens das Doppelte verl?ngern, sagte Huang Xuejie vom Institut für Physik, einer der korrespondierenden Autoren der Ver?ffentlichung.

Der Durchbruch werde die Entwicklung von Lithium-Batterien mit hoher Energiedichte beschleunigen. Diese spielen voraussichtlich eine wichtige Rolle in humanoiden Robotern, der elektrischen Luftfahrt, Elektrofahrzeugen und anderen Bereichen, so Huang.

Diese Studie l?se das zentrale Problem, das die Kommerzialisierung von Festk?rperbatterien bisher behindert habe, und markiere einen entscheidenden Schritt in Richtung ihrer praktischen Anwendung, so Wang Chunsheng, Experte für Festk?rperbatterien an der University of Maryland.