Theion entwickelt Schwefelbatterie weiter

Theion forscht am Schwefelkristallakku und wächst weiter. Das Berliner Unternehmen entwickelt und produziert Schwefelkristallbatterien für Anwendungen in der stationären Speicherung, der Luft- und Raumfahrt, für tragbare Geräte, Wearables sowie für Fahrzeuge zu Lande, zu Wasser und in der Luft. Durch die Verwendung von Schwefel in seiner kristallinen Form, einem reichlich vorhandenen Material, ohne schädliche Abbaupraktiken und zu 99 % niedrigeren Kosten als bei modernen Kathodenmaterialien, zielen die Zellen von Theion auf eine Verdreifachung der Nutzungsdauer und Reichweite bei gleichzeitiger Kostensenkung um den Faktor drei ab. Neben der Erhöhung der Zykluslebensdauer der Zellen auf Standardniveau benötigen die von Theion entwickelten nachhaltigen Produktionsprozesse deutlich weniger Energie für die Herstellung und das Recycling, bei geringerem Platz- und Kapitalaufwand als die derzeitigen Gigafabriken, und das bei einer ähnlichen Produktionsleistung.

Die 19 Experten in ihren Gebieten stammen aus zehn Nationen. Im Rahmen seiner Expansionsstrategie hat das Startup einen 1.800 m² großen Neubau in Berlins führendem Wissenschafts- und Technologiepark Adlershof bezogen. Auf vier Stockwerken nahe dem Campus der Humboldt Universität zu Berlin wird das Theion Team die Entwicklung der Schwefelkristallbatterien in den kommenden Jahren weiter vorantreiben. Dr. Ulrich Ehmes, CEO der Theion GmbH, erklärt:

Nach erfolgreichen Tests mit Knopfzellen haben wir die ersten einlagigen Pouchzellen hergestellt. Um das Tempo hochzuhalten und konzentriert die nächsten Meilensteine anzugehen, war es wichtig, das gesamte Team an einem Ort zusammenzuführen.

Er sieht hier großes Potenzial und ergänzt:

Das Potenzial unserer Technologie ist enorm. Entweder in Kombination mit Lithium für mobile Anwendungen oder mit Natrium für stationäre Speicher. Wir werden unser Team für die spannenden Herausforderungen in der Produkt- und Prozessentwicklung weiter verstärken.

Für mobile Anwendungen kombiniert Theion eine monolithische Schwefelkathode mit einer modifizierten Lithium-Metall-Anode. Die monolithische Schwefelkathode ist so präpariert, dass sie eine hochhierarchische Morphologie und ein künstliches Perkolationsnetzwerk aufweist. Dies ermöglicht hohes Loading und hohen Utilization-Faktor der Aktivmaterialien. Zum Schutz der Kathode vor Polysulfid-Shuttles, der typischen Herausforderung bei Lithium-Schwefel-Batterien, schützt Theion den polykristallinen Schwefel in der Kathode mit einer speziellen, leicht aufzutragenden Beschichtung, die den isolierenden Charakter des Schwefels aufhebt.

Den Knopf- sollen nun Pouchzellen folgen

Nächste Entwicklungsschritte sind die Übertragung der Prozessinnovationen von Knopfzellen auf Pouchzellen und der Aufbau von mehrlagigen Pouchzellen zur Erhöhung der Energiedichte der Batterie. Für die ersten kommerziellen Zellen strebt Theion eine gravimetrische Energiedichte von 500 Wh/kg bei einer Lebensdauer von 500 Ladezyklen an. Auf Basis der aktuellen Materialpreise können mit der neuen Technologie von Theion die Kosten auch für kleine Produktionsmengen deutlich gesenkt werden. Hinzu kommt der strategische Vorteil der vollständigen Versorgungsautarkie und damit der Unabhängigkeit vom Bezug von Kathodenaktivmaterial aus Asien. Entsprechende Patente zum Schutz des wichtigsten geistigen Eigentums der Gesellschaft wurden in den vergangenen Monaten erteilt. Weitere Patente befinden sich im Anmeldeverfahren.

Was bedeutet das?

Schwefel hat den Vorteil, dass er kristallin reichlich vorhanden ist – und damit eine spannende Alternative für Akkus werden könnte. Auf dass die Transformation von der Knopf- zur Pouchzelle gelinge und Theion hier eine Alternative für alle Anwendungen schaffen kann.