Lithium-Luft-Batterien
Abkürzung: Li-Luft-Batterien
Aus der Gruppe der Metall-Luft-Batterien wird besonders an der Realisierung von Lithium-Luft-Batterien intensiv geforscht. Da Lithium von allen Metallen das höchste elektrochemische Potential aufweist, bieten diese Batterien von allen Metall-Luft-Systemen die mit Abstand höchste Energiedichte, die man theoretisch erreichen kann. Im Vergleich zum Stand der Technik hofft man, auch in der Praxis etwa zehnfach höhere Energiedichten zu erzielen, um die Reichweiten von Elektrofahrzeugen auf Basis solcher Batterien konkurrenzfähig zu heutigen benzinbetriebenen Autos zu machen.
Allerdings kann sich auch herausstellen, dass viel zusätzliche Technik und Elektronik benötigt wird (etwa zur Reinigung der Luft), sodass durch das dadurch verursachte Gewicht und der dadurch verursachte Platz die theoretische Energiedichte derart verringert, dass die Batterien kaum noch Vorteile zu weiterentwickelten Lithium-Ionen-Batterien haben. So liegt die theoretische materialseitige Energiedichte eines Lithium-Luft-Systems bei zu 3.450 Wh/kg), berücksichtigt man jedoch die gesamte Peripherie, reduziert sich die mögliche Energiedichte auf etwa 1.000 Wh/kg. Momentan verfügbare Primärzellen erreichen Energiedichten von rund 800 Wh/kg.1
Große Herausforderungen liegen derzeit bei der Erzielung einer akzeptablen Ladezyklenzahl und der Reduzierung der Spannungsverluste beim Laden und Entladen.
Lithium-Luft-Batterien zählen übrigens nicht zu den Lithium-Ionen-Batterien, in denen die Lithium-Ionen sogenannte Interkalationsverbindungen mit dem Elektrodenmaterial eingehen.
Literatur
- Thielmann, A.; Neef, C.; Hettesheimer, T.; Döscher, H.; Wietschel, M.; Tübke, J., Energiespeicher-Roadmap (Update 2017): Hochenergie-Batterien 2030+ und Perspektiven zukünftiger Batterietechnologien, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI: Karlsruhe, (2017), S. 106f.; Online (jüngster Zugriff: 01.06.2018)
- Neupert, U., Europäische Sicherheit & Technik, (2014) 7, 64