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Lithium-Ionen-Batterie 320 km Reichweite durch 6 Minuten Ladezeit

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Toshiba hat die Entwicklung seiner Lithium-Ionen-Batterie SCIB der nächsten Generation angekündigt, die ein neues Material verwendet, um die Kapazität der Anode der Batterie zu verdoppeln. Die neue Batterie verspricht eine hohe Energiedichte und eine schnelle Aufladung für Automobilanwendungen. So soll bei einem kompakten Elektrofahrzeug eine Reichweite von 320 km nach einer Aufladezeit von nur sechs Minuten erzielt werden – dreimal so weit, wie es derzeit mit den herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien möglich ist.

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Die Grafik zeigt, wie sich die Reichweite von Elektroautos mit der neuen Lithium-Ionen-Batterie von Toshiba verändern soll.
Die Grafik zeigt, wie sich die Reichweite von Elektroautos mit der neuen Lithium-Ionen-Batterie von Toshiba verändern soll.
(Bild: Business Wire)

Tokio/Japan – Toshiba brachte die SCIB im Jahr 2008 als sichere, langlebige, schnell aufladende Lithium-Ionen-Batterie auf den Markt. Seitdem hat das Unternehmen die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt und die reelle Leistung verbessert. Für seine SCIB der nächsten Generation hat Toshiba ein Titan-Nioboxid-Anodenmaterial entwickelt, das die doppelte Lithium-Speicherkapazität nach Volumen der in Lithium-Ionen-Batterien allgemein verwendeten Graphit-basierten Anoden aufweist.

Die neue Batterie soll eine hohe Energiedichte und eine extrem schnelle Aufladecharakteristik bieten. Bei der Titan-Nioboxid-Anode ist es unwahrscheinlich, dass während des Aufladens oder beim Aufladen in kalten Bedingungen Lithium-Metall-Abscheidungen auftreten – eine Ursache für eine Batterieverschlechterung und interne Kurzschlüsse. Toshibas derzeitige SCIB setzt eine Lithium-Titanoxid-Anode ein. Sie hat eine breite Verwendung in Fahrzeugen und Industrie- und Infrastruktur-Anwendungen, darunter Automobile, Busse, Eisenbahnwaggons, Aufzüge und Kraftwerke, gefunden.

Doppelte Anoden-Kapazität

Auf dieser Basis hat Toshiba ein werkseigenes Verfahren zur Synthese und zur Auflösung von Kristallen aus Titan-Nioboxid und zur effizienteren Speicherung von Lithium-Ionen in der Kristallstruktur entwickelt. Die Anode der Batterie, die durch diesen Ansatz realisiert wird, hat die doppelte Kapazität der Anode bei derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien. „Dies ist keine allmähliche Verbesserung, sondern ein bahnbrechender Vorstoß, der einen signifikanten Unterschied bei der Reichweite und der Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugen machen wird. Wir werden die Leistungsfähigkeit der Batterie fortlaufend verbessern und planen, die SCIB der nächsten Generation im Geschäftsjahr 2019 in die Praxis umzusetzen“, sagt Osamu Hori, Director of Corporate Research & Development Center bei Toshiba.

Die rigorose Prüfung eines 50 Ah-Prototyps der neuen Batterie hat bestätigt, dass sie die lange Lebenszeit, den Niedertemperatureinsatz, die hervorragende Sicherheit und die schnellen Wiederaufladeeigenschaften der aktuellen SCIB beibehält. Die Energiedichte nach Volumen der Batterie ist doppelt so hoch wie die der derzeitigen Batterie-Version. Die Batterie erhält über 90 % ihrer Anfangskapazität, nachdem sie 5.000 Lade-/Entladezyklen durchlaufen hat, und eine extrem schnelle Wiederaufladung kann bei kalten Bedingungen durchgeführt werden, bei Temperaturen von -10 °C in nur zehn Minuten.

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