Lithium-Metall-Zellen: Fraunhofer prüft Kohlenstoffschichten

Beschichtungen kommen auf den Prüfstand

Fraunhofer IST und das Fraunhofer USA Center Midwest untersuchen im Projekt LIMAC dünne amorphe Kohlenstoffschichten für Lithium-Metall-Batteriezellen. Sie sollen die Grenzfläche zwischen Anode und Elektrolyt stabilisieren. Dafür werden zunächst Kupfer-Stromableiter mit dem Verfahren Laser-Arc-PVD beschichtet. Geplant sind anschließend Zelltests und der Vergleich mit Referenzzellen. Die Mitteilung beschreibt damit einen Forschungsplan; eine bereits nachgewiesene längere Lebensdauer meldet sie nicht.

Warum eine zusätzliche Schicht helfen könnte

Das Problem hinter dem Ansatz lässt sich an einer separaten Untersuchung aus Münster erklären. Das Forschungszentrum Jülich berichtete im März 2025, dass Lithium-Metall insbesondere gegenüber flüssigen Elektrolyten sehr reaktiv ist. Schutzschichten sollen unerwünschte Reaktionen verhindern. Im untersuchten System brach eine einzelne intermetallische Schicht während der Ladezyklen dennoch auf.

Das dortige Team ergänzte eine anorganische Schicht, die intakt blieb und das darunterliegende Lithium schützte. Dieser Befund verdeutlicht die Bedeutung einer belastbaren Grenzschicht. Er belegt jedoch nicht die Wirkung der anders aufgebauten Kohlenstoffschichten von LIMAC; dafür ist dessen eigener Vergleich mit Referenzzellen vorgesehen.

Größere Zellformate erst als Übertragungskonzept

LIMAC läuft von September 2026 bis August 2028. Neben den Laborversuchen sind eine Ökobilanz der Stoff- und Energieflüsse sowie ein Konzept zur Übertragung auf größere Pouchzellen geplant. Die Umweltbewertung gehört damit zum Arbeitsprogramm. Konkrete Verbesserungen bei Fahrzeugreichweite oder Batteriekosten nennt die Ankündigung nicht.