Hierfür setzen die Samsung-Forscher bei der Anode auf eine Silber-Kohlenstoff-Verbundschicht. Diese wirke nicht nur dem Dendriten-Problem entgegen, sondern sorge auch für eine grössere Kapazität und eine längere Lebensdauer, so der koreanische Konzern. Samsung ist so überzeugt, dass in der Mitteilung von einer «bahnbrechenden Entwicklung» gesprochen wird.

Die Kompositschicht aus Silber-Karbon sei dabei vor allem als Massnahme gegen die Bildung von Dendriten, also Kristallisationen an den Lithium-Anoden, entwickelt worden. Da sie mit einer Dicke von gerade einmal fünf Mikrometern deutlich dünner ist, kann auch die gesamte Anode dünner werde. So soll ein mit diesen Zellen aufgebauter Feststoff-Akku nach Angaben von Samsung auf eine Energiedichte von 900 Wattstunden pro Liter kommen und bei vergleichbarer Kapazität rund 50 Prozent kleiner als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien sein.

Die Dendriten sind Materialablagerungen an der Lithium-Metall-Anode. Da sie die Oberfläche der Anode «blockieren», kann die Anode nicht mehr voll genutzt werden. Wachsen die Dendriten so weit, dass sie die Separator-Folie zwischen Anode und Kathode beschädigen, können sie sogar die Sicherheit der Batterie beeinflussen.

«Das Produkt dieser Studie könnte der technologische Grundstein für sicherere Hochleistungsbatterien der Zukunft sein», sagt Projektleiter Dongmin Im vom Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT). «In Zukunft werden wir Festkörperbatteriematerialien und Herstellungstechnologien weiterentwickeln und verfeinern, um die Innovation von EV-Batterien auf die nächste Stufe zu heben.»

In dem Prototypen, den Samsung für die Vorstellung des Akkus entwickelt hat, sind genügend Pouch-Zellen für bis zu 800 Kilometer Reichweite bei einem Elektroauto untergebracht. Wie immer sind solche Angaben jedoch mit Vorsicht zu geniessen. Samsung verspricht ebenfalls, dass die Batterie bis zu 1000 Ladezyklen überstehen solle, was hochgerechnet eine Laufleistung von 800’000 Kilometern ergibt.

Zu dem verwendeten Festkörper-Elektrolyt macht Samsung in der Mitteilung keine Angaben, ebenso zur potenziellen Ladeleistung eines solchen Elektroauto-Akkus nicht. Trotz der «bahnbrechenden» Entwicklung sei der Prototyp noch nicht marktreif. Zunächst sollen die Materialien im Detail besser aufeinander abgestimmt werden, im Anschluss wollen sich die Forscher an entsprechende Produktionsprozesse für die Massenfertigung machen. Es gibt also noch einige Punkte, bei denen sich der Einsatz der Silber-Kohlenstoff-Verbundschicht entscheidend verzögern bzw. verteuern könnte. (pd/ir)

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