Bil mit nach oben zeigenden Handflächen. Darüber schweben drei grafisch animierte Batterien mit unterschiedlichen Ladestatus - fast leer ist rot, lädt ist gelb und geladen in grün.

Innovative Batterietechnologie aus Berlin

In den letzten Jahren haben Lithium-Schwefel-Batterien zunehmend das Interesse von Forschern und Industrie auf sich gezogen, da sie als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien gelten. Eine der größten Herausforderungen bei Batterien mit Lithium-Metall-Folien als Anode ist die Bildung von Dendriten beim schnellen Laden und Entladen. Dendriten sind nadelartige Kristallstrukturen, die sich in Lithium-Metall-Batterien während des Lade- und Entladevorgangs bilden können. Diese Strukturen stellen ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar, da sie die Trennschicht zwischen Anode und Kathode durchdringen und so einen Kurzschluss verursachen können. Dies kann zu Überhitzung, Bränden oder Explosionen führen. Außerdem verringern Dendriten die Kapazität und Lebensdauer der Batterie. 

Im Rahmen seiner Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien hat das Batterieunternehmen theion, mit Sitz in Berlin-Adlershof, eine Polymer-Struktur mit speziellen Beschichtungen als Ersatz für aktuelle Anodenmaterialien wie Graphit, Silizium oder Lithium-Metall entwickelt. Diese Weiterentwicklung hat es ermöglicht, dass die neue Anode erfolgreich mehr als 2.000 Lade- und Entladezyklen durchläuft, was auf ihre Langzeitstabilität und Sicherheit hinweist. 

Innovative Lösungen für Dendriten-Sicherheit

Die Entwicklung einer langlebigen, leichten Anode ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für Lithium-Schwefel-Batterien. Diese bieten die dreifache Energiedichte bei nur einem Drittel der Kosten im Vergleich zu heutigen konventionellen Lithium-Ionen-Batterien. 

„Unser neues Anodendesign ist ein wichtiger Meilenstein für theion – und somit für die gesamte Branche", erklärt Dr. 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".

Luftfahrtanwendungen: Elektrische Antriebe für eVTOLs und Propellerflugzeuge

„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", ergänzt 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."

Diese Entwicklungen haben auch für die Airport Region Berlin Brandenburg große Bedeutung, da elektrische Flugzeuge eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren darstellen könnten. Die Technologie von Theion könnte dazu beitragen, die Luftfahrtindustrie in der Region zu revolutionieren und den Weg zum elektrischen Fliegen zu ebnen.

Wachstum der Batterieindustrie in Brandenburg

Darüber hinaus hat die Batterieindustrie in Brandenburg in den letzten Jahren ein signifikantes Wachstum erlebt. Seit der Entscheidung von Tesla im Jahr 2019 haben sich Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batterietechnik in der Region niedergelassen. Bereits mehr als 33 Unternehmen mit zusammen rund 10.000 Arbeitsplätzen sind in der Wertschöpfungskette Batterie tätig. Dies umfasst unter anderem RockTech in Guben, die Kathodenmaterialfertigung der BASF in Schwarzheide, das geplante Batteriezellwerk von SVolt in Lauchhammer und die Endfertigung bei Microvast in Ludwigsfelde. Weitere Investitionen mit zusammen rund 3.500 Arbeitsplätzen sind in Vorbereitung oder im Bau. Zusammen mit neun Forschungseinrichtungen, die eng mit der Batterietechnologie verbunden sind, schaffen diese Unternehmen und Institutionen ein solides Fundament für Brandenburg, eine führende Rolle in der deutschen Batterieindustrie einzunehmen und sich international zu behaupten.

Innovation an Bord

Ein hohes Innovationsniveau mit anspruchsvollen Technologien zeichnen das Cluster Verkehr, Mobilität und Logistik der deutschen Hauptstadtregion Berlin-Brandenburg aus. Mit dem Konzept der intelligenten Vernetzung der verschiedenen Verkehrsträger setzt die Region auf wirtschaftliche sowie umweltverträgliche Lösungen. Berlin und Brandenburg sind das größte Praxislabor für Elektromobilität in Deutschland.

Weitere Informationen zur wirtschaftlichen Entwicklung der Wachstumsbranchen sowie zur Wirtschafts- und Technologieförderung für Unternehmen, Investoren und wissenschaftliche Einrichtungen erhalten Sie bei 

Melanie Gartzke I E-Mail

Quelle: Pressemitteilung Theion/Presseportal „Batterieunternehmen theion hat die Lösung für ultraschnell ladende und sichere Batterieanode - validiert von unabhängigem Institut“, 17.05.2024, Pressemitteilung WFBB „Studie: Brandenburg wird Zentrum für Batterieindustrie“, 7. März 2023; der Artikel wurde mit Unterstützung von ChatGPT erstellt.