LiNova Energy, ein Unternehmen aus Kalifornien, hat eine bahnbrechende Batterietechnologie vorgestellt, die speziell für Hochleistungsanwendungen in Rechenzentren entwickelt wurde. Die neue Batterie verwendet eine metallfreie Polymer-Kathode, die nicht nur eine hohe Leistungsdichte bietet, sondern auch das Risiko eines thermischen Durchgehens eliminiert – ein kritisches Sicherheitsmerkmal für moderne Infrastrukturen, insbesondere im Bereich der künstlichen Intelligenz.
Wichtige Erkenntnisse
- LiNova Energy hat eine metallfreie Polymer-Kathoden-Batterie entwickelt.
- Diese Technologie bietet hohe Leistungsdichte und ist eigensicher.
- Sie ist ideal für Notstromversorgungen in KI-Rechenzentren.
- Die Produktion erfolgt in den USA, was die Lieferkette sichert.
- Die Batterien können auch in anderen Hochleistungsanwendungen eingesetzt werden.
Sicherer Strom für KI-Rechenzentren
Die explosionsartige Zunahme von KI-Anwendungen treibt den Bedarf an Rechenzentren und damit den Stromverbrauch in die Höhe. Aktuelle Batterietechnologien stoßen hier an ihre Grenzen. Mike Nagus, CEO von LiNova Energy, erklärt, dass Hyperscaler-Partner an das Unternehmen herantraten, weil sie für ihre neuen Rechenzentrumsdesigns deutlich mehr Leistung benötigten, als bestehende Batterien liefern konnten. LiNova hat darauf mit einer Zelle reagiert, die diese Anforderungen erfüllt und gleichzeitig unübertroffene Sicherheit bietet.
Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien, die Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) oder Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) als Kathodenmaterial verwenden, bergen das Risiko eines thermischen Durchgehens. Dies geschieht, wenn die Batterie überhitzt und Sauerstoff freisetzt, was einen Brand auslösen kann. Die Polymer-Kathoden-Technologie von LiNova eliminiert dieses Risiko, da das Material bei Erhitzung keinen Sauerstoff freisetzt.
„Selbst wenn im Batteriesystem etwas passieren würde, unsere Zelle würde die Ausbreitung eines Brandes nicht zulassen“, sagt Mike Nagus. „Wenn die Zelle bei Temperatur abgebaut wird, gibt sie keinen Sauerstoff ab. Es gibt also kein thermisches Durchgehen auf Zellebene.“
Unabhängige Tests bestätigen Sicherheit
Fakten zur Sicherheit
- Metallfreie Polymer-Kathode: Emittiert keinen Sauerstoff bei Erhitzung.
- Kein thermisches Durchgehen: Bestätigt durch unabhängige Tests.
- Reduzierter Brandschutz: Weniger aufwendige Brandschutzsysteme nötig.
Unabhängige Tests, durchgeführt vom Partner Saft, haben die Eigensicherheit der LiNova-Zellen bestätigt. Kalorimeter- und Nagelpenetrationstests zeigten, dass die Zellen selbst bei extremen Temperaturen kein thermisches Durchgehen aufwiesen. Das Kathodenmaterial trug weder zur Brandausbreitung noch zur Energiefreisetzung bei. Diese Eigenschaft ist entscheidend, da sie den Bedarf an komplexen und raumgreifenden Brandschutzsystemen in Rechenzentren reduzieren könnte.
Mehr Platz für KI-Hardware
Die höhere Leistungsdichte der LiNova-Zellen hat nicht nur Sicherheitsvorteile, sondern auch wirtschaftliche Auswirkungen. Rechenzentrumsbetreiber können den für Notstrombatterien benötigten Platz reduzieren. Dieser freigewordene Raum lässt sich dann für zusätzliche GPUs (Grafikprozessoren) nutzen, die für rechenintensive KI-Anwendungen unerlässlich sind.
„Man erhöht die Leistungsdichte, man erhöht die verfügbare Leistung im Backup-System, und man kann den Gesamt-Fußabdruck der Batterien reduzieren, wodurch man mehr Platz für mehr GPUs erhält“, erklärt Nagus. Die PolyPower-Zellen von LiNova erreichen eine Energiedichte von 265 Wattstunden pro Liter auf Zellebene. Gleichzeitig behalten sie die hohen Entladungsraten bei, die für kurzzeitige, leistungsstarke Anwendungen erforderlich sind.
Sichere Lieferketten durch US-Produktion
Hintergrund: Lieferketten und globale Abhängigkeiten
Die meisten Kathodenmaterialien für Batterien basieren auf Metalloxiden, deren Abbau und Verarbeitung stark von bestimmten geografischen Regionen abhängen. China kontrolliert einen Großteil der Aufbereitungskapazitäten. Eine Verlagerung der Produktion und Rohstoffbeschaffung in die USA stärkt die nationale Versorgungssicherheit.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Produktion in den USA. LiNova stellt sein Polymer-Kathodenmaterial im eigenen Land her, wobei alle Vorläuferstoffe derzeit aus den Vereinigten Staaten stammen. Die Roll-to-Roll-Beschichtung erfolgt in der Anlage des Partners Saft unter Verwendung standardisierter Fertigungsprozesse.
Diese inländische Fertigungsfähigkeit macht LiNova unabhängig von globalen Handelsbeziehungen und sichert die Lieferkette. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen die Versorgungssicherheit von größter Bedeutung ist, wie beispielsweise in militärischen und Luft- und Raumfahrtmärkten. Diese Märkte sind neben den Rechenzentren weitere Schlüsselziele für LiNova.
Vielseitige Anwendungen und Zukunftspläne
LiNova konzentriert sich zunächst auf Notstromversorgungen (BBUs) für Rechenzentren, sieht aber auch breitere Anwendungsmöglichkeiten. Die BBUs benötigen in der Regel nur eine Backup-Dauer von zwei bis fünf Minuten und werden etwa 20 Mal pro Jahr für Tests geladen und entladen. Die PolyPower-Zellen von LiNova übertreffen diese Anforderungen mit über 1.000 Zyklen deutlich.
Neben den BBUs entwickelt LiNova eine parallele Produktlinie für Anwendungen mit längerer Dauer. Die PolyEnergy-Zelle des Unternehmens verwendet dieselben Kathoden- und Anodenmaterialien, jedoch in einer anderen Elektrodenstruktur. Sie liefert 250-270 Wattstunden pro Kilogramm auf Zellebene mit einer kontinuierlichen Entladerate von 10C und einer Pulsfähigkeit von 20C.
- USV-Systeme: Unterbrechungsfreie Stromversorgungen.
- Stationäre Energiespeicher: Für Netzanwendungen oder Eigenverbrauch.
- Militärische Anwendungen: Hohe Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit.
Diese Variante zielt auf unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV), stationäre Energiespeicherung und militärische Anwendungen ab. Hier wird eine Lebensdauer von über 3.000 Zyklen angestrebt, mit einem Ziel von 5.000 Zyklen. Mike Nagus betont, dass die hohe Ratefähigkeit der Kathode dem Unternehmen hilft, auch in diesen anderen Märkten Fuß zu fassen. Die Sicherheits- und Inlandsbeschaffungsmerkmale, die die Technologie für Rechenzentren attraktiv machen, gelten gleichermaßen für Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtanwendungen.
LiNova befindet sich derzeit in Gesprächen mit mehreren Parteien zur Implementierung von Pilotanlagen. Das Unternehmen arbeitet sowohl innerhalb der Open Compute Project (OCP)-Spezifikation für BBUs als auch an proprietären Designs von Hyperscalern, die nicht den OCP-Standards entsprechen. LiNova plant, nach Festlegung des endgültigen kommerziellen Zellpakets die UL 9540A-Zertifizierung durch Tests von Drittanbietern zu beantragen.
LiNova behauptet, dass seine Kostenstruktur „deutlich niedriger ist als die der etablierten Anbieter“. Diese Kombination aus Sicherheit, Leistung und Kosteneffizienz soll die Einführung in Anwendungen mit hoher Leistungsdichte vereinfachen. Der kurzfristige Fokus des Unternehmens liegt auf der Skalierung der Produktion und der Validierung der Leistung durch Pilotprojekte.
