Revolution in der Batterietechnik: Rekordkapazität und blitzschnelles Aufladen
„BTRY“, gesprochen wie „battery“, eine Ausgründung aus der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) in Dübendorf bei Zürich, will den Batteriemarkt revolutionieren. Die jungen Gründer Moritz Futscher und Abdessalem Aribia haben eine Feststoffbatterie auf Lithiummetallbasis entwickelt, die weder brennen noch explodieren kann, zehnmal mehr Energie speichern kann als Lithium-Ionen-Batterien und in einer einzigen Minute vollständig aufgeladen werden kann.
Elektroautos können zunächst nicht profitieren
Wer glaubt, dass er sie in sein Elektroauto einbauen kann, um endlich genügend Reichweite zu haben, ist auf dem Holzweg. Die Batterie der beiden ist winzig klein. „Als nächstes wollen wir eine Batterie von rund einem Quadratzentimeter mit zwei bis drei Schichten herstellen“, sagt Aribia. „Damit können wir zwar noch keinen Satelliten betreiben, aber sehr wohl zeigen, dass unsere Technologie skalierbar ist.“
Der Akku ist nur ein paar Mikrometer dick
Der neuartige Stromspeicher ist eine sogenannte Dünnschicht-Festkörperbatterie. Die Technologie an sich ist nicht neu. Sie ist bereits seit den 1980-er-Jahren bekannt. Auf Grund der sehr geringen Masse ihrer Dünnschichtkomponenten – die ganze Zelle ist nur wenige Mikrometer dick – konnten sie bisher aber nur sehr wenig Energie speichern. Futscher und Aribia ist es gelungen, die Dünnschichtzellen aufeinander zu stapeln und somit ihre Kapazität zu erhöhen.
Herstellung mit etablierter Technik
Die hauchdünnen Schichten werden mit der Technik der Vakuumbeschichtung hergestellt. Die Materialien, aus denen sie bestehen sollen, werden in einer Vakuumkammer durch Erhitzen in Atome zerlegt, die sich dann in einer präzise kontrollierten Schicht auf dem Zielsubstrat absetzen. „Solche Herstellungsmethoden werden heute im großen Stil bei der Herstellung von Halbleiterchips und Glasbeschichtungen angewendet“, sagt Futscher. „Das ist ein Vorteil für uns, denn Maschinen und Know-how für die Herstellung unserer Batterie sind weitgehend vorhanden.“
Zunächst sind Kleingeräte im Visier
Die hochpräzise Herstellungsmethode hat einen weiteren Vorteil: Es fallen keine giftigen Lösungsmittel an wie bei der Herstellung heutiger Batterien. Allerdings werde die neue Batterie deutlich teurer sein, wenn sie einmal industriell hergestellt wird, glauben die Entwickler. Deshalb sehen sie erste Anwendungen vor allem in Produkten, bei denen der Preis der Batterie nur einen geringen Anteil an den Gesamtkosten des Geräts hat, etwa bei Smartphones und Smartwatches oder bei Satelliten. „Dort machen die Vorteile unserer Technologie den höheren Preis mehr als wett“, ist Aribia überzeugt.
