Große, kleine und Startup-Unternehmen arbeiten an der nächsten Generation von Elektroauto-Batterien. Als geeignetste Lösung gelten Festkörper-Akkus. Mareike Wolter, beim Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS für den Bereich Mobile Energiespeicher und Elektrochemie zuständig, hat in einem Interview über den aktuellen Stand der Technologie gesprochen.
Anders als die derzeit in Elektroautos und Verbraucherprodukten üblichen Lithium-Ionen-Akkus kommen Festkörperzellen ohne flüssigen Elektrolyt aus. Dies mache die Energiespeicher sicherer, temperaturstabiler und erlaube eine höhere Energiedichte, so Wolter. E-Autos könnten damit später mit einer Ladung statt 400 Kilometer „700 bis 800 Kilometer weit fahren“, erklärte sie im Gespräch mit der Automobilwoche.
Wann es Festkörper-Akkus in Serienautos schaffen, ist noch offen – einige sprechen von wenigen Jahren, andere rechnen erst mit Ende des nächsten Jahrzehnts. Die Herausforderung besteht laut Wolter derzeit darin, die Alterungsmechanismen der Materialien besser zu verstehen und Fehlerquellen ausschließen. Bei einem festen Elektrolyt steige „beispielsweise die Gefahr von ‚Abrissen‘ des Aktivmaterials, weil der Elektrolyt weniger gut das Atmen der Zelle ausgleichen kann“. Auch müssten die Kosten für die Produktion durch geeignete Verfahren gesenkt werden.
Die deutsche Forschung ist bei Festkörper-Akkus „gut aufgestellt“, glaubt Wolter. Die Erwartungen für die neue Technologie seien bereits sehr groß – insbesondere von Seiten der Automobilindustrie. Einzelne Unternehmen – etwa aus Asien – würden schon seriennahe Produkte vorstellen, die Diplom-Ingenieurin sprach sich aber dafür aus, für den „nötigen Realismus“ zu sorgen.
Mit Blick auf die von vielen deutschen und europäischen Politikern geforderte lokale Fertigung von Batteriezellen für Elektroautos sagte Wolter: „Ich bin der Meinung, dass ein Einstieg auf Basis der aktuellen Technologie erfolgen muss.“ Die Produktion von Lithium-Ionen-Zellen wird derzeit von Unternehmen aus Asien dominiert, Unternehmen und Experten halten einen Einstieg daher für zu risikoreich. Wolter sieht das anders – die gesammelten Erfahrungen seien auch für neue Zellgenerationen wichtig.
Die Bundesregierung will mit einer Milliarden-Förderung hiesige, von mehreren Firmen aufgebaute Zellfabriken forcieren. Frankreich und die EU stellen weitere Mittel in Aussicht. Auch dadurch gab es zuletzt bei mehreren Unternehmen ein Umdenken – unter anderem beim Volkswagen-Konzern. Konkretes wurde bisher aber noch nicht vermeldet. Wolter glaubt: „Am Ende entscheidet vermutlich, bei wem der Leidensdruck am größten ist.“
Andreas meint
Kommt mir vor wie im Weltkrieg, immer neue Waffen präsentieren, aber keine zur Serienreife gebracht, alle Hersteller ausser Renault und Tesla haben ein funktionstüchtiges E Auto im Programm. Alle verweisen auf 2020. Der Verbrennergolf ist schon verschoben, der T7 kommt nicht mit E und der ID wird bestimmt auch nach hinten geschoben. Volvo will schon ANzahlungen haben für den Polestar… Das dauert mir alles zu lange. Wenn wir jetzt auch noch auf Feststoffakkus warten, dann können wir alle 10 Jahre weiter Verbrenner kaufen, auch die Kurzstreckenfahrer.
Jürgen Kohl meint
Die Strategie der deutschen Konzerne ist und bleibt die gleiche. Zögern und Zaudern iist angesagt, damit wird die Zukunft verspielt und hunderttausende Jobs werden dran glauben. In Europa würde die Strategie ja aufgehen. Aber China und auch Tesla sind nicht aufzuhalten.
Joa Falken meint
„Zögern und Zaudern“ wird ja auch belohnt, in diesem Fall mit Subventionen für die Batteriefertigung.
Wer selbst in die Vorleistung gegangen wöre, müsste jetzt zusehen, wie sich die Konkurrenz ihre Werke vom Staat bezahlen lässt.
Marc_2019 meint
Festkörper Akkus haben nur eine Chance wenn die richtige Chemie drin ist, sowie deren Energiegehalt/Densität stimmt (min. 200 W auf das kg, besser 300 bis 600 W auf das kg! Hiermit kann die aktuelle / konventionelle Technik jedoch nicht mithalten! Deshalb müssen wir nach Alternativen zu dieser suchen (Magnesium, Wohnung, Calcium, Peptide Natrium, Thorium, etc – es gibt viele Stoffarten die infrage kommen würde um die Zellchemie besser werden zulassen! Insgesamt würde ich auch Graphen und Silizium bevorzugen!
Peter W meint
Es werden auch 1000 Wh pro kg erreichbar sein. Ob das 15 oder 25 Jahre dauert kann natürlich niemand sagen. Derzeit ist ein Akku so effizient wie unser Gehirn, 90% werden nicht verwendet und erzeugen nur Wärme.
nilsbär meint
„90% werden nicht verwendet.“ Was meinst du, wird in einem Akku nicht verwendet? Anode? Kathode? Elektrolyt? Separator? Gehäuse? Oder meinst du, dass jeder Bestandteil nur zu 10% verwendet wird? Wie konnten das die Forscher nur so lange übersehen haben?-)
alupo meint
90% der verbauten Massen in einer aktuellen Zelle dienen nur der „Bespassung“ des eigentlich aktiven Materials.
Hier liegt ein gewaltiges Potential welches gehoben werden kann.
Einfach mal die Chemie betrachten.
Daher kann man bezüglich Wunderakkus auch so herrlich schummeln indem man verschweigt, auf was sich die angegebenen Wh beziehen.
Peter W. meint
Nur die Lithiumionen werden zur Energiespeicherung genutzt. Der größte Teil ist nur dazu da die Ionen „unterzubringen“ wie die Gäste eines Hotels. Es geht bei der Entwicklung hauptsächlich darum mehr Ionen, bzw. mehr Elektronen mit weniger Platz und Materielaufwand zu speichern. Gelingt es eines Tages nur Elektronen in einem Gefäß zu speichern, können wir mit einem Schnappsglas voll um den Erdball reisen.
nilsbär meint
Eine deutsche Forscherin auf dem Gebiet der Festkörperbatterien sagt also, eine Serienfertigung sollte lieber auf der alten Li-Ionen-Technologie aufbauen. Das ist in etwa so, als würde ein Forscher auf dem Gebiet der Solarzellen für den Bau von bewährten Kohlekraftwerken eintreten. Ich stelle mir lieber nicht vor, welches Schicksal die Verantwortlichen derartiger ‚Forschungsinstitute‘ in China erwartet, wenn sie Xi Jinping eine derartige Bankrotterklärung abliefern.
Pferd_Dampf_Explosion_E meint
Hallo Nilsbär, ich bin sonst meist deiner Meinung; in diesem Fall aber nicht. Li-Ionen-Technologie wird als „alt“ erklärt, obwohl es die „innovative“ Festkörper-Akkus ausser im Labor noch gar nicht gibt. Andere Volkswirtschaften arbeiten sicher auch an der neuen Technologie, ich kann mir aber vorstellen, dass umfangreiches (Produktions-) Wissen über die „alte“ Technik bei Entwicklung einer neuen Technologie zumindest nicht schadet. Und nebenbei kann man, wenn man gut ist, mit der heutigen Technik Geld verdienen und wirkt einem drohendem Monopol wirksam entgegen.
nilsbär meint
Da stimme ich dir zu. Ich hätte statt ‚alt‘ besser ‚aktuell‘ geschrieben. Wobei die Bezeichnung ‚zukünftig‘ für die Feststoffbatterie ja derzeit auch mehr Hoffnung als Tatsache ist. Für die dringend nötige Zellenfertigung in Europa/Deutschland bedeutet das wohl:
– Bei aktuellen Li-Ionen-Batterien ist der Vorsprung der Asiaten (uneinholbar?) groß
– Bei (eventuell) zukünftigen Feststoffbatterien haben wir nichts im Talon.
Peter W meint
Ihr vergesst wie die Meisten, dass auch Festkörperakkus Lithiumionenzellen sind. Geändert wird lediglich der flüssige oder gelartige (Lithiumpolymerzelle z.B. im Ioniq) Elektrolyt, der die Ionen von der Anode zur Kathode transportiert.
Es macht also durchaus Sinn mit herkömmlichen Lithiumakkus zu lernen wie es geht, und dann, wenn es machbar ist, mit der Erfahrung die man gesammelt hat die Zellen mit festem Elektrolyten herzustellen.
Der Vergleich Kohlekraftwerk/Solarzelle ist an den Haaren herbei gezogen. Das Eine hat mit dem Anderen nichts zu zun, währen die genannten Zellen fast identisch sind.
Leotronik meint
Die deutsche Autoindustrie sagt in etwa sowas: Die Grundrechenarten haben wir in der Schule nicht verstanden aber wir packen gleich die Integralrechnung an. Da werden wir es allen zeigen.
Peter W meint
Ein sehr gutes Beispiel! Überheblichkeit ist ein Charakterzug von überbezahlten Managern.
150kW meint
BMW hat beispielsweise eine eigene (Muster)Zell-Fertigung. Ich denke dadurch wissen die schon ganz gut worauf es ankommt.
Thomas Wagner meint
Der Festkörper-Akku ist wie die „Technologieoffenheit“ nur ein Kampfbegriff
der Autohersteller, um den Umstieg auf Elektromobilität hinauszuzögern bzw.
den Verbrenner über die Runden zu retten.
Denn solange man an einer neuen Technik forscht, ist die Zeit ja noch nicht reif für einen Wandel, so ihr Kalkül.
Leider verplempern unsere Autohersteller mit ihren Rückzugsgefechten wertvolle Zeit, die sie dringend dazu bräuchten, wieder auf den Stand der Technik aufzuschließen. VW Chef Diess hats schon gemerkt, ansonsten aber herrscht
„schweigen im Walde“ :-(
Carsten meint
Wolter oder Kemfert?
Oben im Artikel wird Frau Wolter zitiert, unten Kemfert…
ecomento.de meint
Die Redaktion hat zunächst die Namen zweier Artikel vermischt, hier geht es um die Äußerungen von Frau Wolter vom Fraunhofer-Institut.
VG | ecomento.de
ze4you meint
Wer denn nun? Wolter oder Kemfert?
DerOssi meint
+1
@ecomento:
Habt ihr das bloß irgendwo rauskopiert, ohne es vorher wenigstens 1 Mal zu lesen? ????
Also eine Dr. Mareike Wolter gibt es zumindest am IKTS…
ecomento.de meint
Parallel ist ein Artikel mit den Anmerkungen einer anderen Dame entstanden, da ist es dann zu einer Verwechslung gekommen – aktualisiert!
VG | ecomento.de