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Mit Hilfe des Lasers schneller laden

Von 
Lars Wallerang
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mid Groß-Gerau - Doktorand Max-Jonathan Kleefoot hat an der Hochschule Aalen ein Laserverfahren mitentwickelt, mit dem man in eine Batterie mehr Energie packen kann. © Jan Walford / Hochschule Aalen

Schnelles Laden ist der Turbo der Elektromobilität. Zwei Forscher-Teams vom LaserApplikationsZentrum (LAZ) und dem Institut für Materialforschung (IMFAA) der Hochschule Aalen beschäftigen sich einem vom Wirtschaftsministerium (BMWi) geförderten Projekt mit der Frage, wie sie die Schnellladefähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien verbessern können.

Ziel der Arbeit ist es, lästige Wartezeiten an Ladesäulen zu verkürzen. Die jungen Forscher setzen dabei unter anderem auf ein laserbasiertes Verfahren, das bereits zum Patent angemeldet wurde. "Eine Batterie sollte möglichst klein sein und dennoch möglichst viel Energie speichern können", erklären Max-Jonathan Kleefoot und Jens Sandherr. Die beiden Doktoranden am LAZ und IMFAA der Hochschule Aalen forschen gemeinsam zu diesem Thema.

Presse man die Elektroden im Innern einer Batterie zusammen und verdichte diese, passe - vereinfacht gesagt - mehr elektrische Energie hinein: "Dann steht man aber schon vor der nächsten Herausforderung: Die Batterie enthält nun zwar mehr Energie auf einem kleineren Volumen, lässt sich aber dafür schlechter wieder aufladen."

Die beiden Doktoranden haben auf der Suche nach der Antwort eine ganze Reihe von Versuchen durchgeführt: "Wir haben mit dem Laser die Oberflächen der Elektroden im Innern der Batterien aufgeraut und perforiert, um den Austausch der Lithium-Ionen zwischen den Elektroden beim Be- und Entladen zu verbessern", erklärt Kleefoot. Untersuchungen zur Schnellladefähigkeit deuten darauf hin, dass die so bearbeiteten Batterien spürbar schneller geladen werden können.

"Die Ergebnisse sind äußerst vielversprechend", zieht auch Prof. Dr. Volker Knoblauch eine positive Zwischenbilanz. Er ist Projektleiter des Vorhabens und Mitglied der Institutsleitung des IMFAA der Hochschule Aalen. Ein weiterer positiver Nebeneffekt, der sich durch die Laserbearbeitung der Batterieelektroden abzeichne, sei die Zeitersparnis bei nachfolgenden Prozessschritten der Zellherstellung.

"Wie schafft man es, mehr Energie in noch kürzerer Zeit in eine Batterie zu bekommen?" So lautet die generelle Fragestellung, an der die Hochschule Aalen im Rahmen des Forschungsvorhabens "structur.e" mit neun weiteren Kooperationspartnern arbeitet. Zu den Partnern gehören renommierte Unternehmen und Institute: zum Beispiel das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung (ZSW) und die "Trumpf Laser GmbH". Projektkoordinator ist der aktuell ganz auf die E-Karte setzende Volkswagen-Konzern.

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