Elektromobilität VW: Neue Batterietechnik besteht Langzeittest
Mehr Reichweite, weniger Gewicht und schnelleres Laden – die Feststoffzelle gilt als großer Schritt in der E-Mobilität. VW sieht die Serienreife nahen.
Europas größer Autobauer Volkswagen meldet einen Erfolg bei der Entwicklung der Feststoffzelle, die als nächste Generation der E-Auto-Batterien gilt. Eine Feststoffzellenbatterie habe im VW-Labor in Salzgitter nun einen Langzeittest bestanden, teilte die fürs Batteriegeschäft zuständige Konzerntochter PowerCo am Mittwoch mit. Die Zelle habe mehr als 1.000 Ladezyklen absolviert, was einer Gesamtreichweite von rund 500.000 Kilometern entspreche, so PowerCo. Zuvor hatte das "Handelsblatt" berichtet.
Getestet wurde die zusammen mit dem US-Partner QuantumScale entwickelte Batteriezelle den Angaben zufolge über mehrere Monate hinweg in den Laboren der VW-Batterietochter PowerCo in Salzgitter. Dort baut der Konzern derzeit seine erste eigene Batteriezellfabrik auf. Laut PowerCo habe die Zelle am Ende des Langzeittests noch über 95 Prozent ihrer Kapazität gehabt. Damit habe sie die Testanforderungen sogar deutlich übertroffen.
Was ist eine Feststoffzellenbatterie?
Ein leitfähiges Material transportiert in allen Batterietypen Ionen zwischen Anode und Kathode, wodurch sich die Elektronen in entgegengesetzter Richtung bewegen. Es entsteht ein Strom. Bei der Feststoffbatterie ist dieser sogenannte Elektrolyt aber ist ein fester Stoff – anders als beim derzeitigen Lithium-Ionen-Akku, wie er in vielen Elektroautos und Hybridmodellen zum Einsatz kommt.
Dieser Stoff ermöglicht eine höhere Energiedichte – letzten Endes kann das Auto weiter fahren, obwohl die Batterie nicht größer ist als die herkömmlichen Akkus. Außerdem muss die Feststoffbatterie nicht aufwendig gekühlt werden – das spart Energie. Zudem sollen sich die Ladezeiten drastisch verkürzen.
Des Weiteren hat der neue Batterietyp zusätzlich eine höhere Lebensdauer, die sich beim herkömmlichen Akku in einem ungünstigen Temperaturbereich verkürzt. Ein weiterer Vorteil: Die Feststoffbatterie gilt Entwicklern als sicherer, da sie bei einem Unfall laut Herstellern nicht zu einem hartnäckigen Brand führe.
Das bisherige Problem der Feststoffzellenbatterie
Die bisherigen Stabilitätsprobleme von Feststoffbatterien betreffen das Material der Elektroden und Elektrolyte: Feste Elektrolyte dehnen sich beim Laden und Entladen der Batterie aus und ziehen sich zusammen, was zu Spannungen im Material führen kann. Diese Spannungen können Risse und Strukturschäden verursachen und die Leistung der Batterie beeinträchtigen.
Serienreife "so schnell wie möglich"
Bei Volkswagen ist man zufrieden: "Das sind sehr ermutigende Ergebnisse, die das Potential der Feststoffzelle eindrucksvoll untermauern", sagte PowerCo-Chef Frank Blome. "Am Ende dieser Entwicklung könnte eine Batteriezelle stehen, die hohe Reichweiten ermöglicht, superschnell geladen werden kann und praktisch nicht altert."
QuantumScale-Chef Jagdeep Singh kündigte laut Mitteilung an, die neue Technik nun "so schnell wie möglich" zur Serienreife bringen zu wollen. Allerdings stehe auch noch Arbeit bevor. Laut "Handelsblatt" ist eine erste Pilotfertigung mit niedrigen Stückzahlen Ende 2024 geplant. Bis Ende 2025 wolle man die Stückzahl dann merklich erhöhen, berichtet das Blatt unter Berufung auf den QuantumScale-Chef. Danach stehe die Serienfertigung an.
Auch andere Hersteller arbeiten seit Jahren an der neuartigen Batterietechnik. BMW will zusammen mit dem Partner Solid Power in Parsdorf bei München eine Pilotanlage errichten und plant früheren Angaben zufolge noch vor 2025 ein erstes Versuchsfahrzeug mit Feststoffzelle. Nissan hat eine erste Pilotanlage in Japan für 2024 angekündigt, Toyota erklärte im Herbst, die Technik bis 2027 in Serie bringen zu wollen.
Neue Vielfalt bei den Batterien
Auch wenn Feststoffbatterien als großer Hoffnungsträger gelten, gibt es weitere Ansätze für Batteriezellen: In China werden erstmals Elektroautos mit Natrium-Ionen-Batterie in Serie hergestellt. Sie kommen ohne den knappen Rohstoff Lithium aus. Bisher wurde die Technologie hauptsächlich zur Energiespeicherung und für E-Zweiräder verwendet. Natrium ist das sechsthäufigste Element in der Erdkruste und daher für eine Massenproduktion geeignet. Natrium-Ionen-Batterien sind deutlich günstiger in der Herstellung, allerdings auch schwerer – für große Autos mit hohem Grundgewicht sind sie deshalb weniger geeignet.
Daneben gibt es unter anderem Nickel-Kobalt-Batterien (leistungsfähig, aber höhere Explosionsgefahr und Einsatz von aufwendig gewonnenem Kobalt), Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien (weniger Kobalt, dafür höherer Aluminiumanteil) oder Lithium-Eisenphosphat-Batterien (weniger Leistung, aber günstiger, sicherer und haltbarer als Lithium-Ionen).
- Mit Material der Nachrichtenagenturen dpa und SP-X
- spiegel.de: "In China rollen erste Elektroautos mit Natriumakkus vom Band"
- teslabs.de: "Tesla-Akkus: LFP vs. NCA vs. NMC"
