Neue Technik verdoppelt Laufzeit von Smartphone-Akkus

Das von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) gegründete Start-up SolidEnergy Systems hat eine neue Technik für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt, die die Laufzeit von Smartphone-Akkus verdoppeln soll. Wie MIT News mitteilt, wollen die Forscher ihre Lithium-Metall genannte Technik noch in diesem Jahr zur Marktreife führen. Erste Smartphones mit den neuartigen Akkus sollen allerdings erst 2017 in den Handel kommen.

Wichtigster Unterschied zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus, wie sie heute nicht nur in Smartphones, sondern auch in Tablets, Notebooks und Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, ist das verwendete Anodenmaterial. Hier setzten die Forscher eine Lithium-Metall-Folie statt Grafit ein. Die Folie ist nicht nur deutlich dünner als das Grafit, sie kann auch mehr Ionen aufnehmen. Das erhöht die Energiedichte, was wiederum kleinere Akkus mit einer höheren Kapazität ermöglicht.

„Mit der doppelten Energiedichte können wir halb so große Akkus herstellen, die aber immer noch dieselbe Laufzeit haben wie Lithium-Ionen-Akkus“, sagte Qichao Hu, CEO von SolidEnergy Systems, im Gespräch mit MIT News. „Oder wir können einen Akku mit derselben Größe eines Lithium-Ionen-Akkus herstellen, der doppelt so lange hält.“

Die ersten Akkus aus der Produktion sind aber nicht für Smartphones, sondern für Drohnen gedacht. Sie sollen bereits im November erhältlich sein. Varianten für Smartphones und Wearables sollen Anfang 2017 folgen. Elektrische Fahrzeuge nimmt das Start-up ab 2018 ins Visier.

Gegründet wurde SolidEnergy Systems bereits 2012. Seitdem erhielt das Unternehmen in zwei Finanzierungsrunden 16,5 Millionen Dollar. Die zweite Runde belief sich auf 12 Millionen Dollar, nachdem Hu im vergangenen Jahr in einem iPhone 6 einen Prototypen der neuen Akku-Technik präsentierte.

Hu setzt aber nicht nur auf Consumer-Elektronik, sondern vor allem auf Elektrofahrzeuge. Die Lithium-Metall-Akkus würden es Autobauern wie Tesla erlauben, Fahrzeuge mit einer Reichweite von mehr als 600 Kilometern zu entwickeln. „Der Branchenstandard ist, dass Elektrofahrzeuge mit einer Akkuladung mindestens 320 Kilometer fahren können“, sagte Hu. „Wir können einen Akku anbieten, der halb so groß und halb so schwer ist und dieselbe Strecke erreicht. Oder wir haben dieselbe Größe und dasselbe Gewicht und es sind 640 Kilometer mit einer Ladung.“

Laut MIT untersuchen Forscher schon länger die Möglichkeiten von Lithium-Metall-Akkus. SolidEnergy Systems sei es jedoch gelungen, einen großen Nachteil dieses Materials zu beheben, und zwar unerwünschte Reaktionen mit dem verwendeten Elektrolyt. Hu entwickelte dafür ein Feststoff-Elektrolyt, das die Lithium-Metall-Folie umgibt. Ein weiteres flüssiges, nicht entflammbares Elektrolyt verhindert ebenfalls unerwünschte Reaktionen der Lithium-Metall-Folie und erlaubt Betriebstemperaturen jenseits 80° C. „Die Kombination aus einer Feststoffbeschichtung und neuen hocheffizienten flüssigen Materialien waren die technologische Basis für SolidEnergy“, ergänzte Hu.

Auch wenn das Start-up die ersten Smartphone-Akkus für Anfang 2017 verspricht, könnte es noch einige Zeit dauern, bis Mobiltelefone tatsächlich eine deutlich längere Zeit ohne Steckdose auskommen als derzeit üblich. Unklar ist nämlich, wie sich die Technik auf den Akkupreis auswirkt. Auch die Produktionskapazitäten für die neue Akkutechnik werden anfänglich beschränkt sein.

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