Wir alle nutzen Batterien in der einen oder anderen Form. Batterien sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Seien es Wechselrichterbatterien, Solarbatterien, Autobatterien oder Trockenbatterien, die wir in Smartphones verwenden. Der Einsatz von Batterien ist mittlerweile unumgänglich. Doch bei all den Vorteilen, die wir genießen, sind wir auch mit den Einschränkungen der Batterien, die wir täglich nutzen, bestens vertraut. Derzeit verfügen die Batterien im Verhältnis zu ihrer Größe nur über begrenzte Ladekapazitäten. Dieses Größenproblem mag bei Wechselrichter- oder Autobatterien nicht sehr beängstigend sein, bei Smartphone-, Tablet- und Laptop-Batterien ist das Größenproblem jedoch auf jeden Fall problematisch.
Wenn Sie heutzutage ein Smartphone mit einem Akku mit hoher Kapazität benötigen, müssen Sie Kompromisse bei der Größe Ihres Smartphones eingehen. Um die Ladekapazität zu erhöhen, muss die Batteriegröße vergrößert werden, das ist unumgänglich. Mit einer größeren Batteriegröße steigt auch das Batteriegewicht. Insgesamt können Sie sich nicht für einen leichten Akku mit besserer Leistung oder einen leistungsstärkeren Akku mit geringerer Größe entscheiden oder umgekehrt. Wir alle haben gelernt, mit dieser Einschränkung zu leben, da hier die Chemie für das Problem verantwortlich ist.
Beispielsweise haben Lithium-Ionen-Akkus, die wir üblicherweise in unseren Smartphones verwenden, nur eine begrenzte Kapazität, Ladung aufzunehmen und zu speichern. Um die Ladung zu erhöhen, müssen wir die Elektroden vergrößern, da dies die einzige verfügbare Lösung ist. Eine Vergrößerung der Elektrodengröße führt jedoch offensichtlich zu einer Vergrößerung der Batteriegröße und des Batteriegewichts. Um dieses Problem zu lösen, besteht eine der praktikablen Lösungen darin, auf einige bessere Materialien als Lithium-Ionen umzusteigen, die bei gleicher Batteriegröße eine höhere Ladungserhaltung bieten können.
Darüber hinaus muss das Material, das wir benötigen, eine bessere Ladefähigkeit als die Lithium-Ionen haben und wirtschaftlich verfügbar sein. Nach allen bisherigen Untersuchungen scheint die Lithium-Schwefel-Kombination genau das zu bieten. Der erste Grund dafür ist, dass Lithium-Schwefel eine um mindestens 60 % höhere Ladekapazität aufweist als die vorhandenen Lithium-Ionen-Batterien. Dies führt zu einer nahezu doppelten Akkuladung (unter idealen Bedingungen) bei der gleichen Akkugröße, die wir derzeit in unseren Smartphones verwenden. Der zweite Grund dafür sind die Kosten für die Verwendung von Schwefel, da Schwefel für die industrielle Nutzung leicht verfügbar und nahezu spottbillig ist.
Warum verwenden wir dann nicht bereits Lithium-Schwefel-Batterien?
Auch hier ist die Chemie schuld, da Schwefel bekanntermaßen dazu neigt, sich sehr schnell aufzulösen. In Batterien wird Schwefel benötigt, um Batteriekomponenten zu halten und zu verhindern, dass der Stromkreis unterbrochen wird. Wenn sich dabei Schwefel auflöst, geht die Batterie kaputt. Dies macht den kommerziellen Einsatz von Lithium-Schwefel-Akkus zumindest in Smartphones ungeeignet, da die Smartphones Akkus benötigen, die über mehrere Zyklen hinweg immer wieder aufgeladen werden können.
