Tokio (JAPANMARKT) – Eine Anode aus einem neuen Material verdoppelt die Energiedichte der speziellen Lithium-Ionen-Akkumulatoren von Toshiba. Die Ladezeit ist verblüffend kurz.

Zweite Generation der SCiB

Toshiba verfolgt seit 2008 mit dem kommerziellen Lithium-Titanat-Akkumulator konsequent einen eigenen Weg. Dabei wird die negative Graphitelektrode eines herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus durch eine gesinterte Elektrode aus Litnhiumtitanat ersetzt. Beim „Sintern“ werden Metalle, körnige oder pulverartige Stoffe oberflächlich angeschmolzen, so dass sie während des Verfestigens zusammenwachsen.

Bei Litiumtitanat bildet sich während des Betriebs keine isolierende Oberflächenschicht wie bei einer Graphit-Elektrode, die die Lebensdauer der Batterien senkt. Zugleich erhöht das Sintern die Oberfläche der Anode enorm, was ein schnelles Laden ermöglicht. Daher heißt die Toshiba-Batterie auch Super Charge Ion Battery (SCiB), auf Deutsch etwa „Super-Lade-Ionen-Batterie“.

Diese Version des Lithium-Akkus hat jedoch zwei Nachteile: Zum einen führt die geringere Leerlaufspannung zu einer niedrigeren Energiedichte, zum anderen sind die Baukosten dieser Batterien relativ hoch. Das bremste bisher ihren kommerziellen Erfolg.

Bahnbrechender Vorstoß

Für die zweite Generation der SCiB setzt Toshiba Titan-Nioboxid als Anodenmaterial ein. Es kann doppelt so viel Lithium je Volumeneinheit speichern wie die graphitbasierten Elektroden in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien. Dafür hat Toshiba ein eigenes Verfahren zur Synthese und Auflösung von Kristallen aus Titan-Nioboxid und zur effizienteren Speicherung von Lithium-Ionen in dieser Kristallstruktur entwickelt.

„Dies ist ein bahnbrechender Vorstoß, der einen signifikanten Unterschied bei der Reichweite und der Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugen machen wird“, sagte Toshiba-Forschungschef Osamu Hori. Die Reichweite eines Elektroautos mit 32 Kilowattstunden SCiB-Kapazität steigt (nach japanischem Messverfahren) auf 320 Kilometer. Der Einsatz sei für 2019/20 geplant.

Die Energiedichte sei doppelt so hoch wie bei den bisherigen SCiB. Das Aufladen eines Prototyps mit einer Kapazität von 50 Ampere-Stunden dauert nun nur noch sechs Minuten. Selbst bei Temperaturen von minus zehn Grad gelingt die Wiederaufladung in nur zehn Minuten. Nach 5.000 Ladezyklen bleiben nach Angaben von Toshiba über 90 Prozent der Kapazität erhalten.

Foto: Neue SCiB (Toshiba)