Neue Batterie lädt in 6 Minuten auf 85 % ohne nennenswerte Alterung

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Die Methode nutzt Schwefelvakanzstellen als katalytische Zentren, die während des Ladevorgangs spezifische Anionen zur Batterie-Schnittstelle anziehen und so die Bildung einer kompakten, lithiumfluoridreichen Schutzschicht (der Festelektrolyt-Schnittschicht) fördern, in die schnelle Lithium-Ionen-Transportpfade integriert sind. „Die katalytischen Zentren auf der Elektrodenoberfläche ziehen Anionen zur Batterieschnittstelle an und fördern die Bildung einer robusten anorganischen Schutzschicht, die für schnelles Laden und langfristige Stabilität entscheidend ist", sagte Professor Qiao. „Im Gegensatz zur traditionellen Elektrolyt-Engineering, das oft das gesamte Elektrolytsystem beeinflusst, reguliert diese Strategie Reaktionen ausschließlich an der Schnittstelle und ermöglicht schnelles Laden, ohne die Ionenleitfähigkeit zu beeinträchtigen." Die Silizium-Anode erreichte eine durchschnittliche Coulomb-Wirkungsgrad 99,94 Prozent – also den Anteil des eingebrachten Ladungsträgers, der wieder entnommen werden kann.

Nach erreichten die Zellen eine Kapazität von 91,4 Prozent. Wie verhielten sie sich über die Zeit?

Nach 500 aufeinanderfolgenden Ladezyklen à sechs Minuten behielten die Zellen etwa 76 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. „Unsere Testzelle zeigte hervorragende Leistung und erreichte nach 500 Zyklen à sechs Minuten eine Kapazitätsretention 76 Prozent", sagte Professor Qiao in einer Pressemitteilung. „Die Zellen wiesen zudem eine exzellente Stabilität bei einer Ladedauer könnte dazu beitragen, Elektrofahrzeuge zu ermöglichen, die in Minuten aufladen, ohne die Lebensdauer der Batterie oder die Energiedichte zu beeinträchtigen." Als nächster Schritt plant das Team die Skalierung der Technologie und deren Prüfung unter realen Betriebsbedingungen.

Die Ergebnisse wurden in Nature Energy veröffentlicht.