Ein Forschungsteam des Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) in Südkorea hat in Zusammenarbeit mit der Sookmyung Women's University und dem Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) einen Fortschritt in der Lithiumeisenphosphat (LFP)-Batterietechnologie erzielt. Sie entwickelten eine Kathode mit einem Anteil an aktivem Material von nahezu 99 %, was die Reichweite von Elektrofahrzeugen verbessern könnte.
Die Studie wurde von Professor Kyemyung Park (UNIST), Professor Se Hun Joo (Sookmyung Women's University) und Professorin Eunji Lee (GIST) geleitet und die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Energy Storage Materials“ veröffentlicht. LFP-Batterien sind für ihre Sicherheit und Wirtschaftlichkeit bekannt, doch ihre geringe Leitfähigkeit begrenzt ihre Kapazität und breite Anwendung. Herkömmliche Elektroden sind auf viele inaktive Materialien angewiesen, was die Effizienz der Energiespeicherung beeinträchtigt.
Das Team entwickelte einen neuartigen multifunktionalen Binder, der den Anteil inaktiver Materialien auf etwa 1 % reduziert. Dieser Binder kombiniert das leitfähige Polymer PEDOT:PSS, Polyethylenglykol (PEG) und einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs), was die Haftung, thermische Stabilität und Leitfähigkeit verbessert. PEG optimiert die Anordnung der Polymerketten, während SWCNTs die Elektronentransportpfade verstärken und so die Elektrodenleistung steigern.
Experimente zeigten, dass die neue Kathode auch bei einer Reduzierung der leitfähigen Additive um über 90 % eine hervorragende Leistung beibehält. Unter einer Entladungsrate von 8C betrug die Kapazität in 7,5 Minuten etwa 132 mAh/g; in Kombination mit einer Graphit-Anode lag die Kapazität bei etwa 125 mAh/g, und sie funktionierte stabil bei hohen Temperaturen von 60°C. Die Flächenkapazität der Elektrode überstieg 3,5 mAh/cm², was dazu beitragen kann, die Reichweite in begrenztem Batterieraum zu erhöhen.
Darüber hinaus bietet diese Technologie ökologische und herstellungstechnische Vorteile. Herkömmliche Binder enthalten oft fluorierte Verbindungen und erfordern toxische Lösungsmittel, was Kosten und Umweltrisiken erhöht. Das neue Bindersystem vermeidet diese schädlichen Stoffe und ermöglicht sicherere, nachhaltigere Produktionsprozesse. Professor Kang erklärte: „Durch unsere innovative Binder-Formel haben wir den Anteil des aktiven Materials in LFP-Elektroden erhöht, das Kapazitätsproblem gelöst und gleichzeitig toxische Komponenten vermieden, was eine doppelte Verbesserung von Leistung und Umweltverträglichkeit darstellt.“
Veröffentlichungsdetails: Autor: JooHyeon Heo, Ulsan National Institute of Science and Technology; Titel: „High-performance LFP cathodes have potential to extend electric vehicle range“; veröffentlicht in: „Energy Storage Materials“ (2026); Zeitschrifteninfo: „Energy Storage Materials“.
