Ein Forschungsteam in Südkorea hat erfolgreich eine neuartige, anodenfreie Lithium-Metall-Batterie mit einer volumetrischen Energiedichte von 1270 Wh/L entwickelt. Dies entspricht etwa dem Doppelten der Energiedichte gängiger Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge. Die in der Fachzeitschrift *Advanced Materials* veröffentlichte Studie dürfte die Reichweite von Elektrofahrzeugen deutlich erhöhen.

Dieser Durchbruch gelang durch die Zusammenarbeit von Forschern der Pohang University of Science and Technology, des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) und der Gyeongsang National University. Im Gegensatz zu Batterien mit herkömmlichen Anodenmaterialien wie Graphit nutzt die anodenfreie Lithium-Metall-Batterie die Abscheidung und Auflösung von Lithiumionen, die von der Kathode auf einen Kupferstromkollektor wandern, direkt zum Laden und Entladen. Dieses Design reduziert den Anteil inaktiver Materialien und ermöglicht so eine höhere Energiedichte.

Eine ungleichmäßige Lithiumabscheidung kann jedoch leicht zur Dendritenbildung führen, was Kurzschlüsse begünstigt und die Batterielebensdauer verkürzt. Um dieses Problem zu lösen, verfolgte das Forschungsteam eine Strategie, die ein reversibles Substrat und einen speziell entwickelten Elektrolyten kombiniert. Das reversible Substrat besteht aus einem Polymergerüst mit Silbernanopartikeln, das eine gleichmäßige Lithiumabscheidung ermöglicht. Der speziell entwickelte Elektrolyt bildet eine stabile Schutzschicht auf der Lithiumoberfläche und hemmt so das Dendritenwachstum. Experimente zeigten, dass die Batterie nach 100 Zyklen noch 81,9 % ihrer Anfangskapazität aufwies.

Das Forschungsteam gab an, dass sich die Technologie nicht nur in kleinen Laborbatterien bewährt hat, sondern auch in Pouchzellen, die praxisnäher sind, Stabilität bewiesen hat. Professor Park Soo-jin kommentierte: „Diese Arbeit stellt einen bedeutenden Durchbruch dar, da sie gleichzeitig die Probleme der Effizienz und Lebensdauer von anodenfreien Lithium-Metall-Batterien löst.“ Dieser Fortschritt eröffnet einen vielversprechenden technologischen Weg für die Entwicklung von Elektrofahrzeugbatterien der nächsten Generation mit größerer Reichweite und geringerer Größe.

Weitere Informationen: Autoren: Dong-Yeob Han et al., Titel: „Synergistische Kopplung von Wirtsmaterial und Elektrolyt erreicht eine Energiedichte von 1270 Wh L⁻¹ in anodenfreien Lithium-Metall-Batterien“, veröffentlicht in: *Advanced Materials* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Advanced Materials*