Die von GS Yuasa realisierte negative Elektrode auf Silizium-Metall-Basis soll die Energiedichte von Batterien in Elektrofahrzeugen gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verdreifachen und auch deren Lebensdauer verlängern.

E-Fahrzeug

Mit einer negativen Elektrode auf Silizium-Metall-Basis will GS Yuasa die Energiedichte von Li-Ionen-Batterien in E-Fahrzeugen verdreifachen. Shutterstock 189408542

Elektroden auf Silizium-Metall-Basis besitzen eine sehr hohe theoretische Kapazität von 4200 mAh/g und das Material steht als Rohstoff in ausreichenden Mengen zur Verfügung. Da das Material während der Lade-Entladezyklen eine sehr große Volumenänderung von ungefähr 400 Prozent erfährt, tritt bei wiederholtem Laden und Entladen der Batterie eine Zersetzung einschließlich Pulverisierung und Isolation auf. Um den daraus resultierenden geringen Coulomb-Wirkungsgrad sowie die schlechte Zyklenleistung zu verbessern, hat das Unternehmen Partikelgröße und Elektrodenstruktur für die Elektroden optimiert.

Auf diese Weise ist jetzt der praktische Einsatz der Silizium-Metall-Elektrode in allen Feststoffbatterien möglich, während in Zukunft noch weitere Einsatzbereiche hinzukommen sollen. Der Einsatz eines wasserlöslichen Bindemittels hat zudem zu einer Vereinfachung des Herstellungsverfahrens der Elektroden geführt, wodurch das Verfahren auch für die Massenproduktion tauglich ist.