Aktuell führt bei Speichern fast kein Weg an Lithium-Batterien vorbei. Doch es wird eifrig auch an anderen Technologien geforscht, die in Zukunft eine Alternative für Elektroautos oder Photovoltaik-Heimspeicher bieten sollen. Eine solche Entwicklung ist die Schwefelkristall-Batterie von Theion. Das Berliner Start-up ist in den vergangenen Monaten auf 19 Mitarbeiter angewachsen und hat gerade neue Räumlichkeiten im Wissenschafts- und Technologiepark Adlershof bezogen. Auf den neuen 18000 Quadratmetern soll nun die Entwicklung der ersten Monolayer-Pouchzellen vorangetrieben werden.
„Nach erfolgreichen Tests mit Knopfzellen haben wir die ersten einlagigen Pouchzellen (siehe Foto) hergestellt. Um das Tempo hochzuhalten und konzentriert die nächsten Meilensteine anzugehen, war es wichtig, das gesamte Team an einem Ort zusammenzuführen“, erklärte Ulrich Ehmes, Geschäftsführer von Theion. „Das Potenzial unserer Technologie ist enorm. Entweder in Kombination mit Lithium für mobile Anwendungen oder mit Natrium für stationäre Speicher.“
Für mobile Anwendungen kombiniert das Start-up eine monolithische Schwefelkathode mit einer modifizierten Lithium-Metall-Anode. Die monolithische Schwefelkathode sei so präpariert, dass sie eine hochhierarchische Morphologie und ein künstliches Perkolationsnetzwerk aufweise, heißt es von Theion. Damit werde eine hohe Ladegeschwindigkeit und ein hoher Utilization-Faktor der Aktiv-Materialien erreicht. Der polykristalline Schwefel in der Kathode werde mit einer speziellen, leicht aufzutragenden Beschichtung geschützt, die den isolierenden Charakter des Schwefels aufhebt. So will Theion die Kathode vor Polysulfid-Shuttles bewahren. Dies sei eine der typischen Herausforderungen bei Lithium-Schwefel-Batterien.
Im nächsten Entwicklungsschritt will das Start-up die Prozessinnovationen von Knopf- auf Pouchzellen übertragen. Zudem werde der Aufbau von mehrlagigen Pouchzellen zur Erhöhung der Energiedichte der Batterie angestrebt. Theion hat dabei eine gravimetrische Energiedichte von 500 Wattstunden pro Kilogramm bei einer Lebensdauer von 500 Ladezyklen im Blick. Ein wichtiger Vorteil seiner Technologie ist Theion zufolge, dass bei den aktuellen Materialpreisen die Kosten für Batterien auch bei kleinen Produktionsmengen deutlich gesenkt werden könnten. Zudem bestehe keine Abhängigkeit bei Lieferungen des Kathodenaktivmaterial aus Asien.
Das Start-up hat sich nach eigenen Angaben in den vergangenen Monaten bereits mehrere Patenten für seine Schwefelkristall-Batterie gesichert. Weitere sollen in Kürze angemeldet werden.
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