Die Keramikbatterie hält extremen Temperaturen von bis zu 150 °C problemlos stand.

Standard-Lithium-Ionen-Akkus sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte heutzutage unverzichtbar, bergen aber erhebliche Risiken. Die darin enthaltenen flüssigen Elektrolyte sind brennbar und können bei Beschädigung oder starker Hitzeeinwirkung zu Explosionen oder gefährlichen Bränden führen. Dies schränkt ihren Einsatz in fortschrittlichen Technologien wie Luft- und Raumfahrttechnik, militärischen Systemen und industriellen Sensoren für das Internet der Dinge (IoT) ein. Festkörperbatterien bieten hier eine Lösung, indem sie die Flüssigkeit durch ein festes Medium ersetzen. Bislang war es jedoch aufgrund physikalischer Beschränkungen äußerst schwierig, vollkeramische Versionen für kleine Geräte herzustellen. Je dünner die Keramikschichten sind, desto fragiler und bruchanfälliger wird die gesamte Struktur.

Chinesische Forscher haben diese technische Herausforderung mit einer raffinierten Methode des Mehrschichtaufbaus gelöst. Dadurch sind die Schichten dünn genug für eine hohe Energiedichte, aber gleichzeitig robust genug, um mechanische Beschädigungen zu verhindern. Beim gleichzeitigen Erhitzen der Materialien bildet sich an den Grenzflächen auf natürliche Weise eine mikroskopische chemische Schicht. Diese wirkt wie ein Klebstoff, füllt alle inneren Zwischenräume und hält die Batterie zusammen, während sie gleichzeitig die reibungslose und schnelle Bewegung der Lithium-Ionen ermöglicht.

Das Ergebnis ist ein hochflexibler Akku, der bei Temperaturen von 150 °C stabil arbeitet. Bei dieser Hitze würde ein typischer Smartphone-Akku innerhalb weniger Minuten aufquellen, platzen oder Feuer fangen. Da es sich jedoch um einen völlig neuen und experimentellen Ansatz handelt, sollten wir mit Prognosen zur sofortigen Massenverbreitung vorsichtig sein. Bei Tests bei Raumtemperatur behielt der Akku nach 100 Lade- und Entladezyklen 76,2 Prozent seiner ursprünglichen Kapazität. Dies ist zwar unter Laborbedingungen vielversprechend, doch für alltägliche Elektronikgeräte ist in der Praxis eine noch höhere Langzeitstabilität über Tausende von Zyklen erforderlich.

Die Technologie birgt jedoch ein enormes Potenzial zur Senkung der Herstellungskosten. Sie benötigt keinen externen Druck, um ihre Form zu bewahren, was bei anderen Festkörperbauweisen häufig ein Problem darstellt. Noch wichtiger ist, dass sie in normaler Luft und nicht in teuren, luftdichten Vakuumlaboren hergestellt werden kann. Die Batterie ist vollständig nicht brennbar und behält ihre Form selbst bei längerem direktem Feuer, wodurch der Weg für die Kommerzialisierung der nächsten Generation intelligenter Wearables geebnet wird.