Was ist eine Halbfestkörperbatterie?

Was ist eine Halbfestkörperbatterie?
Eine halbfeste Batterie ist ein fortschrittlicher Batterietyp, der Merkmale sowohl herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyt als auch Festkörperbatterien vereint.
So funktionieren sie und das sind ihre wichtigsten Vorteile:
Elektrolyt
Anstatt sich auf einen rein flüssigen oder festen Elektrolyten zu verlassen, verwenden halbfeste Batterien einen Hybridansatz, der einen halbfesten oder gelartigen Elektrolyten beinhaltet.
Bei diesem Elektrolyten kann es sich um ein Gel, ein polymerbasiertes Material oder eine Flüssigkeit mit festen Partikeln handeln.
Dieses Hybrid-Design zielt darauf ab, die Vorteile von Flüssig- und Festkörpersystemen zu kombinieren.
Vorteile
Verbesserte Sicherheit: Der halbfeste Elektrolyt reduziert die Risiken, die mit brennbaren flüssigen Elektrolyten verbunden sind, und minimiert das Risiko von Leckagen und thermischem Durchgehen, die zu Bränden oder Explosionen führen können.
Höhere Energiedichte: Halbfeste Batterien können im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien mehr Energie auf kleinerem Raum speichern, was eine längere Laufzeit der Geräte und potenziell größere Reichweiten für Elektrofahrzeuge ermöglicht.
Schnelleres Laden: Die höhere Ionenleitfähigkeit von Festkörperbatterien kann zu kürzeren Ladezeiten führen.
Bessere Leistung bei Kälte: Einige halbfeste Batteriedesigns verwenden feste Elektrolyte, die weniger von niedrigen Temperaturen beeinflusst werden als flüssige Elektrolyte, was zu einer konstanteren Leistung in kalten Klimazonen führt.
Umweltvorteile: Einige halbfeste Batterien können aus ungiftigen Materialien hergestellt werden, was sie zu einer nachhaltigeren Wahl macht.
Vergleich mit anderen Batterietechnologien
vs. Lithium-Ionen-Batterien: Halbfestkörperbatterien bieten im Vergleich zu herkömmlichen flüssigen Lithium-Ionen-Batterien eine höhere Sicherheit, eine höhere Energiedichte und eine schnellere Ladezeit.
Im Vergleich zu Festkörperbatterien: Festkörperbatterien versprechen zwar eine noch höhere Energiedichte und verbesserte Sicherheit, stehen aber weiterhin vor Herausforderungen hinsichtlich Fertigungskomplexität, Kosten und Skalierbarkeit. Halbfeste Batterien bieten hier eine potenziell einfacher herzustellende und in naher Zukunft besser vermarktbare Alternative.
Anwendungen
Halbfestkörperbatterien gelten als vielversprechende Technologie für verschiedene Anwendungen, bei denen Sicherheit, Energiedichte und schnelleres Laden von entscheidender Bedeutung sind, darunter:
Elektrofahrzeuge (EVs)
Drohnen
Luft- und Raumfahrt
Hochleistungsgeräte
Speichersysteme für erneuerbare Energien