Lithium-Batterien mit verbesserten Eigenschaften sind schnell aufladbar, biegsam, druckstabil oder optimal gekühlt. Doch damit sie den Verbrennungsmotor gänzlich ablösen können, müssen Forscher noch einige Herausforderungen meistern.
Lithium-Ionen-Batterien können zwar viel Energie aufnehmen, haben aber recht lange Ladezeiten. Superkondensatoren dagegen speichern die Energie schnell, allerdings ist ihre Energiedichte gering. Forscher am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC entwickeln daher eine Batterie, die die Vorteile beider Technologien vereint. Je nach Anforderung wollen die Wissenschaftler Energiespeicher herstellen, die sie entweder auf die hohe Energiedichte einer Batterie oder auf die hohe Leistungsdichte eines Superkondensators einstellen.
Für eine lange Lebensdauer der Energiespeicher ist außerdem ein ausgeklügeltes Kühlsystem unerlässlich. Für die Anwendung im Elektroauto haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ein gut gekühltes Batteriesystem entwickelt: Es besteht aus zwölf flachen Lithium-Zellen, zwischen denen sich jeweils eine fluidumströmte Kühlplatte befindet. Um die optimale Leistung aus den Platten herauszuholen, wurde deren Form simuliert und an die Geometrie der einzelnen Batteriezellen angepasst. Der Effekt: Die Kühlplatten sorgen für eine weitgehend homogene Temperaturverteilung im Batteriemodul und reduzieren den Temperaturanstieg auch bei großen Belastungen auf wenige Grad.
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT setzen auf Luftkühlung: Dabei stapeln sie die einzelnen Lithiumzellen aufeinander, getrennt durch schmale Streifen aus einem speziellen Polymerschaum. Ein Ventilator sorgt für die Luftzirkulation. Die Vorteile: Zum einen entstehen in den Zwischenräumen Kanäle, durch die Luft strömt und die Wärme abtransportiert. Zum anderen ist die Konstruktion sehr stabil, da die Zellen jeweils direkt auf den Schaumstreifen aufliegen. sk/os
Fraunhofer ISC, Würzburg,
Tel. (0931) 4100-0, Halle 13, Stand C10
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