Batterie-Forschung

Akkus mit kurzer Ladezeit und hoher Kapazität

Die mobile Revolution ist schon mehr als ein Jahrzehnt alt und wir ärgern uns immer noch über ungenügende Akkus.

"Schon wieder leer?" Wer gerade unterwegs ist, kramt häufig nach dem Akkupack oder sucht sich eine Steckdose. Praktisch jeder Nutzer von Mobilgeräten kennt die entscheidende Innovationslücke in der schönen neuen Mobilwelt: Die zurzeit genutzte Akkutechnologie ist für die Ansprüche an die Geräte vollkommen unzureichend.

Dabei gibt es regelmäßig Jubelmeldungen über allerneueste Entwicklungen in der Akkuforschung. Mal wird angekündigt, dass durch eine unterschiedliche Chemie die Energiedichte auf das Siebenfache gesteigert werden kann, mal soll eine Technologie entwickelt worden sein, die das Aufladen auf wenige Minuten verkürzt. Auf dem Markt gibt es solche Wunderdinge aber bisher nicht.

Energiedichte gesteigert

Tatsächlich entwickelt sich die Akkutechnologie nur in relativ kleinen Schritten weiter. Seit der Einführung der Lithium-Polymer-Akkus hat sich eigentlich kaum etwas getan. Zwar gibt es inzwischen Akkus, die den Betrieb eines Smartphones über einen ganzen Tag ohne Nachladen erlauben, doch besonders befriedigend ist das nicht.

Allerdings gibt es auch keinen echten Entwicklungsdruck, die Gadgets verkaufen sich ja auch so. Anders dagegen sieht die Situation in zwei Bereichen aus, die traditionell eher der Großindustrie zugeschlagen werden: Energiewirtschaft und Automobilindustrie.

Die weite Verbreitung von Elektroautos scheitert bislang nämlich auch an der Akkutechnologie, herkömmliche Akkus sind schwer und haben gemessen daran eine viel zu geringe Reichweite. Allerdings arbeiten die Hersteller recht intensiv an dem Problem. Und damit ist nicht nur Tesla gemeint: Audi verbaut in seinem Demonstrator-Modell Audi R8 e-tron eine neu entwickelte Batterie, deren Energiedichte von 84 Wh/kg auf 154 Wh/kg anstieg.

Anders ausgedrückt: Waren beim Vorgänger die Batterien nach wenig mehr als 200 Kilometern leer, schafft der neue E-Audi gut 450 Kilometer. Spötter könnten jetzt sagen, dass er damit schon ein gutes Drittel der Maximalreichweite eines hochwertigen Diesels hat. Doch es ist tatsächlich ein Fortschritt, wenn auch ein kleiner.

Die Energiedichte ist auch bei batteriegepufferten Solaranlagen wichtig, denn das durchschnittliche Privathaus hat relativ wenig Platz für größere Batterien. Auch hier gibt es ständig neue Entwicklungen und es findet auch ein Innovationstransfer statt. So hat Tesla angekündigt, sein Akku-Knowhow zu nutzen, um hochwertige und leistungsfähige Batterien für den Anschluss an das Stromnetz in Häusern und Wohnungen zu bauen.

Doch die Kapazität bei gegebenem Volumen ist nicht das einzige Problem, die Geschwindigkeit der Aufladung ist ebenfalls ein Nadelöhr. Als Puffer für eine Solaranlage sind lange Ladezyklen zu verkraften. Bei Autos verhindern sie allerdings jede Menge Komfort und ebenso eine große Marktdurchdringung. Wer kauft schon ein Auto, mit dem man länger als fünf Minuten an der Tanke steht?

Ladezeit verkürzt

Doch auch bei Mobilgeräten ist die Aufladedauer ein großes Manko beim Komfort. Intensivnutzer lösen das Problem häufig durch die Mitnahme von ein oder zwei externen Akkupacks. Geht es nach dem israelischen Unternehmen StoreDot, so können Smartphone-Akkus in Zukunft in etwa einer Minute voll aufgeladen werden.

Die Pläne und Ankündigungen des Unternehmens geistern schon seit geraumer Zeit durch die Szene. Im Kern geht es um eine Batterie aus einer neuartigen Materialmischung, die eine Aufladung mit hohen Stromstärken ermöglicht. Es ist von 40 bis 80 Ampere die Rede. Dadurch sind extrem kurze Ladezeiten möglich.

Der kleine Haken an dem Konzept: Die Energiedichte ist geringer und liegt etwa ein Drittel unterhalb der Kapazität handelsüblicher Akkus. Das bedeutet also, dass ein Mobilgerät häufiger, unter Umständen sogar mehrmals am Tag aufgeladen werden muss. Das dürfte allerdings angesichts von 60 Sekunden bis zur vollständigen Aufladung zu verschmerzen sein.

Doch ob aus diesem Konzept wirklich ein marktgängiges Produkt wird, ist noch vollkommen unklar. Üblicherweise hängt die Lebensdauer eines Akkus auch von der Anzahl der Ladezyklen ab. Wenn das hier ähnlich ist, dürfte die schnelle und häufige Aufladung durch eine deutlich geringere Lebensdauer des Akkus erkauft werden.

Optimal ist die StoreDot-Batterie nicht, aber möglicherweise ist sie entwicklungsfähig. Die ideale Lösung wäre natürlich ein Akku mit ultrakurzer Ladezeit und einer viermal so hohen Energiedichte wie üblich. Selbst ein Intensivnutzer sollte den Akku nicht jede Nacht aufladen müssen. Bis dahin scheint es aber noch ein weiter Weg zu sein.

StoreDot

 

 

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