Neue Bat­te­rie­ma­te­ri­ali­en: Reich­wei­te von E-Autos ver­grö­ßern, Lade­zei­t ver­kür­zen

Rasterelektronen­mikroskopische Aufnahme eines Lithium-Nickel-Oxids, einer Kompo­nente von Kathoden­materi­alien für Hoch­leis­tungs-Lithium-Ionen-Batterien. (Quelle: BASF)

Während der Ferienzeit nimmt der Verkehr auf Auto­bahnen, in Städten und rund um Sehens­würdig­keiten unver­meid­lich zu. Eine wachsende Anzahl an Pendlern trägt zusätz­lich zu steigenden Stick­oxid- und Kohlen­dioxid-Emis­sionen bei, die Luft­qualität und Klima belasten. Bis 2025 werden welt­weit zirka 1,5 Milliarden Fahr­zeuge auf der Straße untershy;wegs sein. „Der wachshy;sende Bedarf an Mobi­lität ist heraus­fordernd, bietet aber auch große Chancen für die Entwickshy;lung innova­tiver Techno­logien”, sagt Dr. Martin Bruder­müller, Vorsitzender des Vor­stands und Chief Techno­logy Officer der BASF.

Das Ludwigshafener Unternehmen bietet als welt­weit führender Chemie­lieferant für die Auto­mobil­industrie  Emissions­kataly­satoren, Lack­systeme, Hochleis­tungs­kunst­stoffe und Kraft­stoff­zusätze an. Die kontinu­ierliche Entwicklung fort­schritt­licher Techno­logien zur Emissions­kontrolle und die steigende Nachfrage nach Elektro­autos werden dazu beitragen, Emis­sionen zu redu­zieren und die Luft­qualität weltweit zu verbes­sern. Effi­zientes und kosten­günstiges Speichern von elek­trischer Energie in Batterien wird für den wirt­schaft­lichen Erfolg von Elektro­fahrzeugen entscheishy;dend sein. Die Chemie spielt hierbei die Haupt­rolle.

Für die Her­stel­lung von kleinen Test­batte­rien gießt eine Mitar­bei­terin eine Paste aus Katho­den­mate­rial auf eine Alu­minium­folie. Anschließend wird die gegossene Folie getrocknet und verdichtet. Sie wird später als Plus­pol in einer Lithium-Ionen-Batte­rie ver­baut. (Quelle: BASF)

In heutigen Elektro­fahr­zeugen werden überwie­gend Lithium-Ionen-Batterien einge­setzt. Eine der wich­tigsten Kompo­nenten dieser Batte­rien sind Kathoden­materi­alien. Sie bestimmen Effi­zienz, Zuver­lässig­keit, Kosten, Lebens­dauer und die Größe der Batterie. Ihre Eigen­schaften ermög­lichen Schnel­lig­keit, Be­schleu­ni­gung und Leis­tung – vom Klein­wagen bis zum Gelände­wagen, vom Lkw bis zum Bus. „Kathoden­materi­alien von BASF machen Batte­rien noch leistungs­stärker, zuver­läs­siger und günstiger. Sie bergen das größte Poten­zial für eine verbes­serte Leistung bei geringeren Kosten. Die Chemie bietet hier den größten Hebel für Inno­vation und Wert­schaf­fung”, erkärt Bruder­müller weiter.

Die Forscher sind entschlossen, eine nächste Stufe in der Effizienz von Kathoden­materialien zu erreichen, um die Elektro­mobilität weiter voranzu­bringen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Änderungen ihrer chemi­schen Zusammen­setzung, der Morpho­logie und des Herstel­lungs­prozesses. Die BASF hast sich zum Ziel gesetzt, die höchste Energie­dichte bei Kathoden­materialien im Markt erreichen. Ziele sind, bis zum Jahr 2025 die reale Reich­weite eines Mittel­klasse­wagens von dreihundert auf sechs­hundert Kilometer mit einer einzigen Batterie­ladung sowie die Lebens­dauer der Batterie zu verdoppeln, die Batterie­größe auf die Hälfte zu reduzieren und die Ladezeit auf eine Viertel­stunde zu verkürzen.

Auch über ihr wissenschaft­liches Netzwerk für Elektro­chemie und Batterien beteiligt sich BASF an der Entwick­lung neu­artiger und verbes­serter Materialien. Hier koope­riert sie mit dem Karls­ruher Institut für Techno­logie und dem gemeinsam finan­zierten Batteries and Electro­chemistry Labo­ratory „Bella“. Zusammen mit wissen­schaft­lichen Einrich­tungen und privaten Partnern führt der Konzern zahl­reiche Forschungs­projekte durch, die zum Teil der Bund öffent­lich fördert. (Quelle: BASF)

Link: Batteriematerialien, BASF SE, Ludwigshafen am Rhein

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