Festkörperbatterien sind am Horizont. sakuu, ein auf 3D-Druck spezialisiertes Startup, gibt bekannt, dass es eine Festkörperbatterie entwickelt hat, die der Leistung aktueller Lithium-Ionen-Batterien „entspricht oder diese verbessert“.
Die Grenzen von Lithium
Von Mobiltelefonen über Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen sind Lithium-Ionen-Batterien überall. Wir sind auf diese nachfüllbaren Powerboxen angewiesen. Aber sie haben eine dunkle Seite: Lithiumextraktion verursacht Luft- und Bodenverschmutzung. Und nicht nur das: Lithiumbatterien können in manchen Geräten groß und sperrig sein, manchmal Feuer fangen und nicht einfach recycelt werden.
Der Wettlauf um billigere, leichtere, sicherere und leistungsfähigere Batterien hat also begonnen.
Das Versprechen von Festkörperbatterien
Dank ihrer Fähigkeit, an kleineren Orten mit einzigartigen Formen eine höhere Energiedichte zu liefern, könnten 3D-gedruckte Festkörperbatterien eine ziemlich gute Lösung sein. Und es sieht so aus, als hätte Sakuu endlich einen gebaut.
Die potenziellen Vorteile von Festkörperbatterien sind im Überfluss vorhanden. Sie hätten die gleiche Kapazität wie aktuelle Lithium-Ionen-Akkus, wären aber vergleichsweise winzig. Sie wären halb so groß und ein Drittel des Gewichts. Und mit dem Versprechen der neuen 3D-Drucktechnologie von Sakuu würden sie schneller produziert, kostengünstiger und vor allem recycelt. Klingt zu gut um wahr zu sein.
Sakuu nutzte den 3D-Druck, um eine winzige Festkörperbatterie mit drei Ampere (Ah) herzustellen, die die Kapazität von drei AAA-Alkalibatterien hat. Das Startup nutzte die „Additive Manufacturing“-Technologie, bei der Materialien geschichtet wurden, um die Form der Batterie zu erzeugen. Dieses Verfahren ermöglicht es dem Unternehmen, verschiedene Materialien auf einer einzigen dünnen Schicht abzuscheiden.
Um Batterien mit maximaler Energiedichte zu erhalten, möchten wir das Volumen aller Elemente minimieren, die nichts zur Batterieleistung beitragen. Dies ist die Art von Dingen, die Ihnen der 3D-Druck wirklich ermöglicht.
Karl Litau, Chief Technology Officer von Sakku in einer Stellungnahme.
Eine revolutionäre Batterie
Viele Festkörperbatterien enthalten eine Lithium-Metall-Anode und einen Keramikelektrolyten, der Anode und Kathode trennt. Die Technologie von Saakuu ermöglicht es ihnen, sie zu einer einzigen Schicht zu kombinieren, um einen proprietären geformten Keramikelektrolyten herzustellen. Ohne Details zu nennen, sagte Littau, dass die Elektrolyttechnologie und -herstellung "etwas von den Kronjuwelen eines jeden ist, der auf dem Gebiet der Festkörperbatterien arbeitet".
Das Unternehmen baute einen 3Ah Lithium-Metall-Festkörperakku, eine Akkugröße, die typischerweise in wiederaufladbaren schnurlosen Elektrowerkzeugen zu finden ist. Sie behaupten, ihre Version des 3-Ah-Akkus sei "gleich oder besser" als aktuelle Lithium-Ionen-Akkus.
Anwendungsmöglichkeiten und zukünftige Entwicklungen der Festkörperbatterie
Obwohl Saakuu die Batterie unter Berücksichtigung branchenüblicher Kathodenmaterialien entwickelt hat, kann sie auch Kathoden mit höherer Spannung verarbeiten. In Zukunft können Batterieversionen also bieten bis zu 25 % mehr Energie. Angesichts dieser Vorteile in Bezug auf Dichte, Sicherheit und Energie ist die neue Batterie ideal für Konsumgüter, aber auch für Luft- und Raumfahrt, Transport und verschiedene andere Anwendungen.
