Fraunhofer-Wissenschaftler arbeiten daran, die Reichweite von Elektroautos zu erhöhen. In einem aktuellen Projekt übertragen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden gemeinsam mit Partnern das von der Brennstoffzelle bekannte Bipolar-Prinzip auf die Lithium-Batterie.
Die bisher in Elektroautos verbauten Batteriezellen verfügen jede einzelne über ein Gehäuse, über Anschlüsse und Leitungen und werden von Sensoren überwacht. Dabei nehmen Gehäuse und Kontaktierung nehmen als 50 Prozent des Raums ein und die Zellen können nicht beliebig dicht aneinander gepackt werden, was sehr platzraubend ist.
Weg frei für die Stapelzellen
Unter dem Markennamen EMBATT testen die Forscher nun das Bipolar-Prinzip. Bei diesem Ansatz sind einzelne Batteriezellen nicht kleinteilig getrennt nebeneinander aufgereiht, sondern können großflächig direkt übereinander gestapelt werden. Infolge der direkten Verbindung der Zellen im Stapel fließt der Strom über die gesamte Fläche der Batterie, was den elektrischen Widerstand erheblich reduziert. Weiterer Vorteil: Der gesamte Aufbau für Gehäuse und Kontaktierung fällt dadurch weg, wodurch mehr Batteriezellen im Elektroauto verbaut werden können.
"Durch unser neues Packaging-Konzept hoffen wir mittelfristig die Reichweite von Elektroautos auf bis zu 1000 Kilometer zu steigern", erklärt Dr. Mareike Wolter, Projektleiterin am Fraunhofer IKTS. Im Labor funktioniert der Ansatz bereits. Wichtigster Bestandteil der Batterie ist die Bipolar-Elektrode – eine metallische Folie, die mit keramischen Speichermaterialien beidseitig beschichtet wird. Eine Seite wird dadurch zur Anode, die andere zur Kathode. Als Herz der Batterie speichert sie die Energie.
