Die International Tin Association berichtet, dass Forschende an der UC San Diego zusammen mit Unigrid Battery ein neuer Durchbruch gelungen sei.
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Sie entwickelten eine neue auf Zinn basierende Anode, die, abseits von 99,5% Zinn, zusätzlich nur aus 0,25% Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNT) und 0,25% Carboxymethylcellulose (CMC) besteht. Die SWCNTs sind nötig, um eine durchgehende Elektronenbahn zwischen den Zinnpartikeln zu ermöglichen. Der Binder CMC ist für mehrere mechanische / chemische Funktionen nötig, wie zum Beispiel das Verhindern von Mikrorissen oder Ablösungen.
Was sind Natrium-Ionen-Batterien?
Natrium-Ionen-Batterien sind vom Aufbau her fast identisch zu handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterien, sprich:
– Kathode (Pluspol)
– Anode (Minuspol)
– Elektrolyten (Ermöglicht Ionentransport)
– Separator (Verhindert Kurzschlüsse)
Der entscheidende Unterschied ist eben das transportierte Ion: Natrium anstelle von Lithium. Dies hat in der Theorie mehrere entscheidende Vorteile. Zum einen ist Natrium schätzungsweise 400 mal häufiger als Lithium und entsprechend günstiger, zum anderen hat Natrium eine geringere Brand- und Explosionsgefahr. Weitere Vorteile sind eine bessere Leistung bei Kälte, sowie die Langlebigkeit (bis zu 6.000 Zyklen), dies macht sie attraktiv für Netzspeicher. Da Natrium weltweit in großen Mengen und gleichmäßiger verteilt vorkommt, sind Natrium-Ionen-Batterien potenziell kostengünstiger und weniger abhängig von geopolitisch sensiblen Lieferketten.
Was konnten die Forschenden erzielen?
Die Forschenden konnten durch die oben genannte Elektrode eine Natrium-Ionen-Batterie erschaffen, die eine Energiedichte von 178 Wh/kg und 417 Wh/l in vollständigen Pouch-Zellen erreicht.
Außerdem soll die Batterie nach 100 Zyklen noch etwa 90 % ihrer Kapazität behalten.
Lithium-Ionen-Batterien erreichen typischerweise 150–350 Wh/kg.
Trotz dieser im Schnitt höheren Dichte überwiegen die Vorteile der Natrium-Ionen-Batterien – wobei der aktuelle Durchbruch zeigt, dass sich auch bei der Energiedichte noch einiges tun kann:
Bisher lagen Natrium-Ionen-Batterien üblicherweise bei 100–160 Wh/kg.
