Selbstheilende Batterien könnten die Lebensdauer und Leistung von EV-Packs verdoppeln | Aman Tripathi, Interesting Engineering Das PHOENIX-System verwendet Sensoren, um physikalisches Anschwellen zu erkennen, interne Wärmebilder zu erstellen und spezifische Gase zu identifizieren. Wissenschaftler entwickeln selbstheilende Batterien, die darauf ausgelegt sind, interne Schäden zu diagnostizieren und Reparaturen einzuleiten, eine Technologie, die die Lebensdauer von Elektrofahrzeugen (EVs) verdoppeln könnte. Die Forschung befasst sich mit der Batteriealterung, einem entscheidenden Faktor, der die Langlebigkeit und Akzeptanz von EVs einschränkt. "Die Verlängerung der Batterielebensdauer wird auch den CO2-Fußabdruck von EVs reduzieren und bietet sowohl für Verbraucher als auch für die Umwelt einen Gewinn," sagten die Forscher in einer Pressemitteilung. Diese Arbeit ist Teil der von der EU finanzierten PHOENIX-Initiative. Das Projekt zielt darauf ab, langlebige und nachhaltige Batterien zu schaffen, um den Übergang des Verkehrssektors zu Vorgaben wie dem Null-Emissions-Ziel der Europäischen Union für Neuwagen bis 2035 zu unterstützen. "Die Idee ist, die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen und ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, da dieselbe Batterie sich selbst reparieren kann, sodass insgesamt weniger Ressourcen benötigt werden," erklärte Johannes Ziegler, Materialwissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Silikatforschung ISC in Deutschland. Verwendung von Sensoren zur Kennzeichnung von Defekten Das PHOENIX-Projekt, eine Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus der Schweiz, Deutschland, Belgien, Spanien und Italien, entwickelt ein System interner Sensoren. Dieses System liefert detailliertere Daten als die aktuellen Batteriemanagementsysteme (BMS), die größtenteils grundlegende Sicherheitsparameter überwachen. "Derzeit ist das, was erkannt wird, sehr begrenzt in Bezug auf allgemeine Temperatur, Spannung und Strom," bemerkte Yves Stauffer, Ingenieur am Schweizer Zentrum für Elektronik und Mikrotechnologie (CSEM). "Zusätzlich zur Schätzung der verbleibenden Energieverfügbarkeit sorgt es für Sicherheit." Das PHOENIX-System verwendet Sensoren, um physikalisches Anschwellen zu erkennen, interne Wärmebilder zu erstellen und spezifische Gase zu identifizieren, was eine frühzeitige Warnung vor Batterieschäden bietet. "Wenn das Gehirn der Batterie entscheidet, dass eine Reparatur erforderlich ist, wird die Heilung aktiviert. Das könnte bedeuten, die Batterie wieder in Form zu drücken, oder gezielte Wärme anzuwenden, um die Selbstreparaturmechanismen im Inneren auszulösen," erklärte die Pressemitteilung. Die Forscher untersuchen mehrere Methoden, einschließlich der Anwendung gezielter Wärme, um chemische Bindungen zu reformieren. "Die Idee ist, dass unter thermischer Behandlung einige einzigartige chemische Bindungen zurückspringen," erklärte Liu Sufu, Batteriewissenschaftler am CSEM. Eine weitere Technik nutzt Magnetfelder, um "Dendriten", metallische Wachstumsformen, die Kurzschlüsse verursachen können, abzubauen. Verbesserung der Batterieleistung Die Forschung erreichte im März 2025 einen Meilenstein, als eine neue Charge von Sensor- und Auslöserprototypen an Partner zum Testen von Batterietaschenzellen gesendet wurde. Diese Phase wird helfen, die Wirksamkeit der Technologie zu validieren. Über die Verlängerung der Lebensdauer hinaus zielt das Projekt auch darauf ab, die Leistung zu verbessern. "Wir versuchen, Batterien der nächsten Generation mit höherer Energiedichte zu entwickeln," fügte Sufu hinzu. Das Team testet die Verwendung von Silizium in Batteriekathoden, das mehr Energie speichern kann als das Standardgraphit. Die selbstheilende Technologie des Projekts könnte die Stabilität bieten, die erforderlich ist, um siliziumbasierte Kathoden kommerziell rentabel zu machen, was potenziell zu leichteren EVs mit einer größeren Reichweite führen könnte. Die Initiative reagiert auf die wachsende Nachfrage nach EVs und könnte die Abhängigkeit der Branche von kritischen Rohstoffen wie Lithium und Nickel verringern. Die Forscher erkennen an, dass die Sensoren die Produktionskosten erhöhen und arbeiten daran, die Technologie für wirtschaftliche Machbarkeit zu optimieren.