Trotz ihrer vielen Vorzüge konnten sich Elektroautos bislang nicht auf dem Markt durchsetzen. Ein Grund hierfür: Es fehlen leistungsfähige, sichere, langlebige und kostengünstige Energiespeichersysteme. Heute kommt man mit einer Batterieladung Strom etwa 100 Kilometer weit. Doch diese Elektromobilität ist teuer erkauft: Etwa 15.000 Euro kostet ein entsprechender Akku. Weiterentwickelte Lithium-Ionen-Akkus gelten als Schüsselkomponente für strombetriebene Wagen.
Einen Schwachpunkt haben die bisherigen Batterien jedoch: Die organischen Elektrolyte sind brennbar. Überhitzen die Batterien, können sie sich entzünden. Daher arbeiten Fraunhofer-Forscher an neuen robusten und sicheren Lithium-Ionen-Batterien. Weitere Herausforderungen: Die Batterien müssen sich kostengünstig fertigen lassen, damit sie sich auf dem Markt durchsetzen.
Neue Materialien für Lithium-Ionen-Batterien
„Wir entwickeln neue Materialien für Lithium-Ionen-Batterien. So sollen die Akkus sicherer werden“, erläutert Dr. Jens Tübke vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologien ICT. Der Experte für Elektrochemie koordiniert die Entwicklung der „Energiespeichertechnik“.
„In den vergangenen Jahren wurden an den Fraunhofer-Instituten schon viele Grundlagen erarbeitet. Forscher haben neben neuen Anoden, Kathoden, Elektrolyten und Seperatoren auch neue Sicherheitskomponenten und Managementsysteme entwickelt. Nun bringen wir die verschiedenen Erkenntnisse zusammen, um einen Gesamtaufbau zu realisieren“, sagt Tübke.
Tauschen oder aufladen?
Es müssen aber auch noch grundsätzliche Fragen geklärt werden: Gibt es ein großes Batterie-Modul oder viele kleine? Werden die Akkus aufgeladen oder ausgetauscht? An Bedeutung gewinnen Energie-Managementsysteme, die diese Akkus sicher und zuverlässig überwachen. Der Autofahrer muss wissen, wie stark die Batterien geladen sind und wie viele Kilometer er mit der Akkuladung noch zurücklegen kann.
Welche weiteren Funktionalitäten solche Systeme zusätzlich haben könnten, erklärt Tübke an einem Beispiel: „Steht ein Elektroauto in der prallen Mittagssonne ist die Batterie warm. Wenn dann der Fahrer gleich mit Vollgas losfahren will, kann die Batterie beschädigt werden. Hier ist das Batteriemanagement gefragt“.
Birgit Niesing / Fraunhofer-Magazin „weiter.vorn“
Stand: 09.10.2009
