Die Akkukapazität von Elektrogeräten stellt uns heutzutage noch immer vor Herausforderung. Je smarter die Geräte werden, desto größer ist ihr Hunger nach Energie. Obwohl viele smarte Geräte, insbesondere Prozessor-Chips, bereits versuchen unsere Akkukapazität zu schonen, gibt es dennoch Grenzen. Das Unternehmen TDK möchte diesen mit einem Durchbruch in der Speichertechnologie nun ein Ende setzen. Dem japanischen Technologiekonzern gelang es, eine Feststoffbatterie zu entwickeln, die rund 100-mal so viel Energie speichern kann wie heutige Modelle. Dadurch eignen sich die neuen Akkus nicht nur als viel ergiebigere Energiequelle. Sie könnten auf kleinerem Raum dank der hohen Energiedichte auch viel mehr Energie einspeichern.
Höhere Energiedichte schafft neue Möglichkeiten für Akkus
Wie der Konzern berichtet, sollen die neuartigen Batterien eine Energiedichte von 1.000 Wattstunden pro Liter erreichen – rund 100-mal so viel wie bei der aktuellen Batteriegeneration von TDK. Die Feststoffbatterien der Konkurrenz kämen laut Apple-Zulieferer sogar nur auf 50 Wattstunden pro Liter. Knopfzellbatterien mit flüssigem Elektrolyten erreichen immerhin einen Maximalwert von 400 Wattstunden pro Liter. Durch die große Energiedichte könnte selbst ein Heimspeicher für große Energiemengen überraschend kompakt ausfallen. 10.000 Wattstunden, was 10 Kilowattstunden (kWh) entspräche, würde lediglich ein Volumen von 10 Litern benötigen. Schon ein 100 x 10 x 10 cm großer Stromspeicher würde damit genügen, um ein komplettes Haus mit ordentlich Strom zu versorgen. Durch die hohe Energiedichte könnten sogar riesige Speicheranlagen für den Netzbetrieb mit dem Mittel realisiert werden. „Wir glauben, dass unser neu entwickeltes Material für Festkörperbatterien einen signifikanten Beitrag zur Energiewende leisten kann“, so zitiert man TDK-Geschäftsführer Noboru Saito in dem Bericht.
In einer nächsten Phase sollen die neuen Batteriespeicher zur Marktreife gebracht werden. Sie bestehen im Gegensatz zu bisheriger Speichertechnologie aus einem komplett keramischen Metall mit oxidbasiertem Festelektrolyt. Als Anoden kommt eine Lithiumlegierung zum Einsatz. In der Theorie könnte der neue Akku sogar in kleinere Geräte integriert werden. Eine Smartwatch oder Kopfhörer konnten dadurch enorm an Akkukapazität zulegen. Insbesondere bei den kleinen Batterien hält TDK einen weltweiten Marktanteil von 50 bis 60 Prozent. Da sie nicht nur als sicher gelten, sondern auch als leichter und günstiger als bestehende Akkus, dürfte der Integration in weitere Geräte nichts im Wege stehen. Vorausgesetzt, dass sich die ersten Batterieprototypen auch bei Kunden von TDK durchsetzen können. Im kommenden Jahr sollen die ersten Unternehmen die Prototypen zum Test erhalten, bevor eine Massenproduktion der neuen Akkus beginnt.
Eine Schwachstelle schließt Einsatz in Smartphones bisher aus
Einen Wermutstropfen muss man für die höhere Energiedichte jedoch in Kauf nehmen. Durch den hohen Anteil von Keramik sind speziell die größeren Batterien viel zerbrechlicher. Es ist daher unwahrscheinlich, dass sie in dieser Form Einzug in Smartphones oder Elektroautos halten werden. Der Einsatz in Heimspeichern oder größere Speicheranlagen hingegen könnte weniger problematisch ausfallen. Schließlich werden die Batterien dort fest installiert und müssen keine Mobilität beibehalten. Bis die neue Batterieart die nötige Marktreife und in ersten Produkten erhältlich ist, dürfte einige Zeit vergehen. Die Aussicht daraus, schneller ladbare Batterien mit bis zu 100-mal größerer Kapazität zu erlangen, ist jedoch schon heute vielversprechend.
