Ein Forschungsteam der KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) hat eine Schlüsseltechnologie entwickelt, die das langjährige Dendriten-Problem bei Lithium-Metall-Batterien löst. Die sogenannte „Traumbatterie“ mit deutlich höherer Energiedichte und schnellerer Ladefähigkeit rückt damit der kommerziellen Nutzung näher. Die Ergebnisse erschienen am 2. Februar 2026 in InfoMat.
Lithium-Metall-Batterien versprechen eine erheblich höhere Kapazität als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien und gelten als vielversprechende Technologie für Elektrofahrzeuge mit längerer Reichweite und kürzeren Ladezeiten. Bislang verhinderte jedoch das Wachstum nadelförmiger Kristalle (Dendriten) während des Ladevorgangs eine sichere und langlebige Anwendung: Dendriten können Kurzschlüsse verursachen, die Batterielebensdauer verkürzen und Brandrisiken erhöhen.
Das Team um Prof. Nam-Soon Choi (Department of Chemical and Biomolecular Engineering) und Prof. Seungbum Hong (Department of Materials Science and Engineering) in Zusammenarbeit mit Prof. Sang Kyu Kwak (Korea University) entwickelte eine „intelligente Schutzschicht“ im Elektrolyten durch Zugabe von Thiophen. Diese Schicht passt ihre elektronische Struktur dynamisch an den Fluss der Lithium-Ionen an – ähnlich einem intelligenten Verkehrsleitsystem, das Spuren je nach Verkehrsaufkommen anpasst. Dadurch entstehen optimale Transportwege, die Dendritenwachstum effektiv unterdrücken.
Durch Dichtefunktionaltheorie-Simulationen (DFT) und In-situ-Atomic-Force-Mikroskopie (AFM) bestätigten die Forschenden die hohe Stabilität: Selbst unter extrem hohen Stromdichten von über 8 mA/cm² – mehr als doppelt so hoch wie übliche „High-Current“-Bedingungen in der Forschung – blieb die Lithium-Abscheidung und -Auflösung gleichmäßig und mechanisch stabil. Die Technologie ermöglicht ultraschnelles Laden in unter 12 Minuten und ist kompatibel mit gängigen Kathodenmaterialien wie LiFePO?, LiCoO? und NCM (LiNixCoyMn1-x-yO?).
„Dies ist nicht nur eine Materialverbesserung, sondern eine Lösung des grundlegenden Grenzflächenproblems auf elektronischer Ebene“, erklärte Prof. Nam-Soon Choi. Die Technologie könne zur Kerntechnologie für nächste Generationen von Elektrofahrzeug-Batterien werden, die schnelles Laden und lange Lebensdauer kombinieren.
Die Studie wurde unterstützt von Hyundai Motor Company und dem National Research Foundation of Korea.
