Die neue Dünnschicht-Festkörperbatterie von BTRY auf der Überholspur

Umweltfreundlich in der Herstellung, kurze Ladezeiten, temperaturbeständig und besonders langlebig – es sind vor allem diese Eigenschaften, die man der idealen Batterie zuschreiben würde. Und genau daran arbeiten die Schweizer Forscher Abdessalem Aribia und Moritz Futscher vom Start-up BTRY, einem Spin-off der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), in diesen Wochen mit Hochdruck. Seit Januar 2024 ist nun auch die Finanzierung gesichert: Der High-Tech Gründerfonds aus Bonn (HTGF) und die Zürcher Kantonbank haben dem Team rund 950.000€ für die Entwicklung der ersten Produktgeneration zur Verfügung gestellt. Auch Innosuisse und weitere Initiativen sprachen dem Produkt schon lange hohes Potential zu und förderten die Entwicklung. Die Weichen sind gestellt.

Kurze Ladezeiten und lange Haltbarkeit

Die Vorteile der neuen Dünnschicht-Festkörperbatterien beginnen bereits im umweltfreundlichen Herstellungsprozess, bei dem gänzlich auf toxische Lösungsmittel verzichtet wird. Zudem stellt die Batterie im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Akkus kein Gefahrgut dar, da sie nicht brennbar ist. Auch in ihrer Langlebigkeit kann sie punkten, sie hält bis zu 10-mal so lang, wie ein herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku. Hinzu kommen enorm schnelle Lade- und Entladezeiten von nur einer Minute sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen. Solch vielversprechende Eigenschaften bringen auf der anderen Seite jedoch auch hohe Produktionskosten mit sich, vor allem bedingt durch die umweltschonende Herstellung. Aus diesem Grund soll die Batterie vorerst in Anwendungsbereichen Einsatz finden, in denen der Preis der Batterie keinen allzu großen Anteil an den Gesamtkosten des Produkts hat. Dies betrifft bislang vor allem Geräte der Unterhaltungselektronik, wie Drohnen, Roboter, Satelliten oder Smartphones.

Das Herstellungsverfahren der Dünnschichtfestkörperbatterien ist nicht neu, sie werden schon seit den 1980er-Jahren entwickelt. Die Produktion erfolgt über eine Vakuumbeschichtung, eine Methode, die bereits aus der Produktion von Halbleiterchips und Glasbeschichtungen bekannt ist. Dieses Know-How bot auch BTRY den Vorteil, für die Entwicklung ihrer Batterie auf bestehendes Wissen und Infrastrukturen zurückgreifen zu können.

Das große Manko von Dünnschichtbatterien war bisher die geringe Energiespeicherkapazität. Doch genau hier hat man die entscheidende Lösung gefunden: Den Gründern Futscher und Aribia ist es gelungen, die nur wenige Mikrometer dicken Dünnschichtzellen zu leistungsstärkeren Batterien zu stapeln. Ihr Verfahren verwendet eine äußerst präzise Vakuumbeschichtung, wobei keine giftigen Lösungsmittel benötigt werden. Um die Skalierbarkeit der Technologie zu zeigen, wird an Fläche und Anzahl der Schichten weiterhin gearbeitet, um den neuen Batterietyp zukunftsfähig zu machen.

Das Start-Up plant, die erste Generation seines Produkts an Kunden auszuliefern und dann deren Rückmeldungen einzuholen. Auf dieser Basis sollen die Batterien kontinuierlich verbessert und an die Bedürfnisse der Zielgruppe angepasst werden.

Quellen: pv-magazine, Ralph Diermann, 18.01.2024
elektroniknet, Kathrin Veigel, 08.09.2023
Bild: Black-Kira auf Shutterstock