09. Januar 2026
(CONNECT) PSI-Forschende zeigen in einer aktuellen Studie, dass sich Festkörperbatterien mit ihrem innovativen Herstellungsprozess kostengünstig, effizient und langlebig produzieren lassen. Ihre vielversprechende Lösung für Elektromobilität, mobile Elektronik und stationäre Energiespeicherung benötigt keine brennbaren flüssigen Elektrolyte und ist daher grundsätzlich sicherer als herkömmliche Lithiumionen-Batterien.
Diese Lösung bezieht sich laut einer Mitteilung des Instituts auf zwei zentrale Probleme, die der Marktreife von Festkörperbatterien bisher noch im Weg standen. Zum einen blieb die Bildung der winzigen nadelartigen Lithiumdendriten an der Anode ein kritischer Punkt, weil sie interne Kurzschlüsse verursachen. Und zum anderen besteht eine elektrochemische Instabiliät an der Grenzfläche zwischen der Lithium-Metall-Anode und dem Festelektrolyten, was die langfristige Leistung und Zuverlässigkeit der Batterie beeinträchtigt.
Um Problem eins zu begegnen, konzentrierte sich die PSI-Studie auf einen sulfidbasierten Festelektrolyten aus Lithium, Phosphor und Schwefel, also den Argyrodit-Typ (LPSCI). Dieser konnte bisher nicht ohne unerwünschte Nebenwirkungen ausreichend verdichtet werden, um Lithiumdendriten das Vordringen in Hohlräume unmöglich zu machen. Doch sanftes Sintern bei 80 Grad führte zum Erfolg: Damit kann Argyrodit zu einem homogenen Elektrolyten verdichtet werden.
Problem Nummer zwei löste eine hauchdünne Beschichtung aus Lithiumflorid auf der Lithium-Oberfläche. Sie verhindert sowohl die elektrochemische Zersetzung des Festelektrolyten als auch das Eindringen von Lithiumdendriten in den Festelektrolyten.
In Laborversuchen zeigten die so hergestellte Knopfzellen unter anspruchsvollen Bedingungen laut PSI eine herausragende Leistung: „Diese Werte zählen zu den besten, die bisher gemeldet wurden“, wird Doktorand und Studienhauptautor Jinsong Zhang zitiert. Gruppenleiter Mario El Kazz bezeichnet den PSI-Ansatz als „eine praktische Lösung für die industrielle Herstellung von Festkörperbatterien auf Argyroditbasis. Noch ein paar zusätzliche Anpassungen – und wir könnten loslegen.“ ce/mm
