Chinesische Forscher präsentieren eine äußerst stabile Lithium-Metall-Batterie mit einer Energiedichte von über 600 Wh/kg.

05/09/2026 10:00

Aufgeführt am

05/09/2026 10:00

Die Entwicklung von Batterien mit einer hervorragenden Gewicht-Leistungsdichte stellt eine der größten Herausforderungen in der Automobil- und Industriebranche dar. In diesem Bereich hat ein gemeinsames Forschungsteam des Tianmushan-Labors und der Tsinghua-Universität einen Fortschritt bei der Steuerung des Elektrolyten für Lithium-Metall-Batterien bekannt gegeben. Das Projekt mündete in die Schaffung einer Taschenzelle, die ein Niveau von 600 Wh/Kg erreicht und somit eine hohe Betriebsstabilität bietet.

Dieser Anstieg der Gravitationsdichte verdoppelt die Werte der herkömmlichen Chemikalien, die in elektrifizierten Fahrzeugen verwendet werden. Die Forschung konzentriert sich darauf, die wichtigsten Einschränkungen hinsichtlich Haltbarkeit und Sicherheit zu überwinden, die historisch gesehen reine Metallanoden behindert haben, sodass eine leichtere und kompaktere Batterie in demselben Volumen erheblich mehr Energie speichern kann. Mit anderen Worten: Mehr Energie in derselben Bauweise, was sich in einer längeren Reichweite ausdrückt.

Ternäre Kathoden und mangangereiche Batterien

In den an Zellen vom Typ Taschenzelle mit einer Kapazität von 10 Ah durchgeführten Tests haben die Forscher verschiedene Kombinationen für den Kathodenmaterial untersucht. Durch die Kombination eines metallischen Lithium-Anodes mit einer hochnickelhaltigen ternären Kathode erreicht die Zelle eine Energiedichte von 550,7 Wh/Kg. Bei den Zyklustests konnte die Zelle nach 180 Lade- und Entladezyklen noch 80 % ihrer anfänglichen Kapazität beibehalten.

Die Energiedichte stieg weiter an, als das System durch eine Kathode ersetzt wurde, die aus mangangereichem und lithiumreichem Material bestand. Unter dieser neuen Konfiguration überstieg die reversible spezifische Energie der Batterie die Referenzgrenze und erreichte 602,5 Wh/Kg, wodurch ein neuer Referenzwert für diese Art von Strukturen festgelegt wurde.

Dendritenunterdrückung und Hochspannungs-Schutz

Der Kern dieser Innovation liegt in der Entwicklung eines Additivs für das Elektrolyt, das direkt auf die Oberflächen der beiden Elektroden einwirkt. Am Kathoden erzeugt dieses Additiv eine schützende Schicht, die dazu dient, Schäden sowie eine Degradation durch kontinuierliche Hochspannungszyklen zu verringern.

Gleichzeitig bildet die chemische Formulierung eine stabile Interfacieschicht auf dem Lithium-Metalloden. Diese physikalische und chemische Barriere hemmt wirksam das Wachstum von Lithium-Dendriten, mikroskopischen Strukturen, die in der Regel zu internen Kurzschlüssen und vorzeitigen Ausfällen bei dieser Zellart führen. Die aktuellen kommerziellen Lithiumbatterien, die Graphitoden verwenden, nähern sich ihrer theoretischen Energiedichte von etwa 350 Wh/kg an.

Projektstand und Weg zur Produktion

Trotz der vielversprechenden Ergebnisse in den Taschenzellen erklärt das Forschungsteam, dass die Technologie derzeit noch in der Phase der Forschung und Entwicklung in den Laboren ist. Das System hat noch nicht die Industrialisierungsphase erreicht und wird auch nicht in kommerzieller Größenordnung hergestellt. Dennoch liefern die Leistungsdaten sowie die Informationen zur Oberflächenstabilität eine solide Grundlage für zukünftige Fertigungsprozesse, die auf Fahrzeugen und Mobilitätsystemen ausgerichtet sind und eine drastische Verringerung des Gewichts der Batteriepakete erfordern. Zuvor hatte CATL bereits ähnliche Arbeiten durchgeführt, doch genauso wie die Forscher am Tianmushan-Labor konnten sie bislang noch keine endgültige Formel entwickeln, die deren kommerzielle Vermarktung ermöglicht.