Lithium-Schwefel-Batterien bieten laut dem Batterieunternehmen Teion die dreifache Energiedichte bei nur einem Drittel der Kosten im Vergleich zu heutigen konventionellen Lithium-Ionen-Batterien. Doch eine der größten Herausforderungen bei Lithium-Schwefel-Batterien mit Lithium-Metall-Folien als Anode ist die Bildung von Dendriten beim schnellen Laden und Entladen. Dies stellt letztlich ein Sicherheitsrisiko dar. Im Rahmen seiner Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien hat das Berliner Batterieunternehmen Theion eine Polymer-Struktur mit speziellen Beschichtungen als Ersatz für aktuelle Anodenmaterialien wie Graphit, Silizium oder Lithium-Metall entwickelt und mehr als 2.000 Lade- und Entladezyklen erreicht. Dies wurde laut Unternehmen von einem führenden unabhängigen Forschungsinstitut in Deutschland bestätigt.
Die Entwicklung einer langlebigen, leichten Anode ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für Lithium-Schwefel-Batterien. „Unser neues Anodendesign ist ein wichtiger Meilenstein für Theion“, sagt Ulrich Ehmes, CEO von Theion. „Mit unserer über mehrere tausend Zyklen optimierten und getesteten Anodenstruktur haben wir das Dendriten- und Schnellladeproblem von Lithium-Metall-Folien erfolgreich gelöst. Dies ist eine Schlüsselkomponente für unsere Hochleistungs-Lithium-Schwefel-Zelle“. Somit sei dies ein wichtiger Meilenstein in Richtung einer Energiedichte von 1000 Wh/kg.
Dabei sieht das Unternehmen eine wesentliche Anwendung in der Luftfahrt. „Unser Durchbruch bei der leichten und schnell aufladbaren Batteriechemie macht Lithium-Schwefel-Batterien ideal für elektrische Antriebe in der Luftfahrt, wie zum Beispiel eVTOLs und traditionelle Propellerflugzeuge“, so Marek Slavik, Mitbegründer von Theion. „Der grundlegende Unterschied zwischen Schwefel und bestehenden LFP-, NMC- oder anderen auf Transfer-Metallen basierenden Kathoden besteht darin, dass Schwefel als Mehrstufen-Redox-Konversions-Kathode in der Lage ist, 16 Elektronen zu mobilisieren, während beispielsweise eine LFP-Kathode nur ein Elektron mobilisieren kann. Letztendlich ist es die Energiedichte von 16 Elektronen im Vergleich zu einem Elektron, die die Räder eines Elektroautos zum Drehen bringen oder die Propeller eines Elektroflugzeugs antreiben.“
Die Holding-Gruppe Team Global, die in Spitzentechnologieunternehmen investiert, unterstützt Theion.