Hoffnungsträger Feststoff-Akku: Die Serienproduktion läuft schon
10. April 2020 | Dominik Meyer
Feststoffbatterien sollen deutliche Reichweitensteigerungen für Elektroautos ermöglichen. Ein chinesisches Start-up will die neue Akku-Generation schon in Serie produzieren.
Die Tsinghua Universität ist eine der angesehensten Universitäten Chinas. Das Start-up Qing Tao Energy Development ging als Spin-Off aus der forschungsstarken Kaderschmiede hervor. Dem jungen Unternehmen gelang nach eigenen Angaben ein Durchbruch. Es konnte die erste Produktionslinie für die Herstellung von Festkörperakkumulatoren starten. Trotz des großen Hypes um die Technologie, die einmal Lithium-Ionen-Akkus beerben soll, brachte noch kein Unternehmen die Fertigung großer Stückzahlen auf den Weg.
Festkörperbatterien sind mit vielen Hoffnungen verbunden. Sie gelten als viel sicherer als herkömmliche Akkus mit Lithium-Ionen-Zellen. Außerdem soll es möglich sein, mehr Energie bei gleichem Gewicht zu speichern. Durch die höhere Energiedichte könnten Elektroautos deutlich erhöhte Reichweiten in Zukunft haben.
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Derzeit verfügt die Produktionslinie in Kunshan über eine Produktionskapazität von 100 MWh pro Jahr. In das Werk im Osten Chinas hat das Start-up nach Angaben von Nan Cewen, dem Geschäftsführer des Unternehmens, gegenüber chinesischen Medien eine Milliarde Yuan (126 Millionen Euro) investiert. Bis 2020 will Qing Tao Energy Development die Kapazität auf 700 MWh ausweiten.
Noch keine Batterien für Elektroautos
Die ersten Abnehmer der Feststoffbatterien werden jedoch keine Fahrzeughersteller sein. Zwar gäbe es Gespräche mit „einer Reihe großer“ Unternehmen aus der Automobilbranche, aber zunächst kämen die Feststoffakkus in Spezialgeräten sowie „hochwertigen digitalen Produkten“ zum Einsatz, erklärt Nan. Mit seiner noch sehr niedrigen Produktionskapazität könnte das Start-up aber wohl ohnehin nicht einmal genügend Akkus für 2.000 Fahrzeuge mit mittlerer bis langer Reichweite liefern. Nach Angaben des Managers realisiert das Start-up eine Energiedichte von "über 400 Wh/kg". Die neue Generation Lithium-Ionen-Akkus verfügt im Vergleich dazu nur über eine Energiespeicherfähigkeit von 250 bis 300 Wh pro Kilogramm Gewicht.
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Aktuell werden in Elektroautos Lithium-Ionen-Akkus verbaut. Lithium-Ionen-Akkus können gewisse Risiken mit sich bringen. Deshalb müssen die Akkus in einer schützenden Hülle verbaut sein. Sie benötigen zudem entsprechende Sicherheitsmaßnahmen, wie Unter- und Überladungsschutz oder Überspannungsschutz, damit sie ihren Dienst sicher verrichten können.
Der Akku muss ausreichend Kapazität besitzen, um das Fahrzeug samt Fahrer und Passagieren und deren Gepäck über eine längere Strecke bewegen zu können. Daher wiegen Elektroauto-Akkus je nach Modell meist zwischen 300 und 750 Kilogramm. Als ungefähre Faustrechenformel benötigen Elektroautos pro 100 Kilometer 15 Kilowattstunden. Je 15 Kilowattstunden können Sie mit 150 Kilogramm Akku-Gewicht rechnen.
Verschiedenste Technologien werden als Nachfolger diskutiert. Darunter Keramik-Akkus, Feststoff-Akkus, Luft-Metall-Akkus oder Glas-Akkus. Die meisten dieser Technologien sind aber noch weit von ihrer Marktreife entfernt.
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US-Wissenschaftler wollen ebenfalls einen neuen Wunder-Akku entwickelt haben. seine Besonderheit: Der Akku ist feuer- und explosionsresistent. Er entzündet sich nicht einmal, wenn er mit einem Nagel durchstochen wird. Lithium-Ionen-Akkus waren bisher nur bei geringer Leistung vollständig sicher. Dank einer Salzwasserlösung, die als Elektrolyt dient, wurden die Risiken nun beseitigt. Zudem bildet sich beim ersten Laden eine Schutzschicht um die Anode. Das sogenannte Polymer-Gel verhindert dann chemische Reaktionen. Allerdings muss die Technik erst noch perfektioniert werden. Was dafür nötig ist, sehen Sie im Video.
