Volkswagen arbeitet mit der US-Firma QuantumScape an Batterien der nächsten Generation mit Festkörper-Technologie. Die Partner hätten kürzlich einen wichtigen Test für die Marktreife eines neuen „Superakkus“ bestanden, berichtet das Handelsblatt. Das hätten beide Unternehmen bestätigt.
Batteriezellen mit festem statt flüssigem Elektrolyt gelten als sicherer und auch insgesamt leistungsfähiger als aktuelle Energiespeicher. Zwei zentrale Herausforderungen sind die Großserienproduktion sowie die Haltbarkeit. Europas größter Autohersteller ist einer Serienfertigung nun offenbar ein gutes Stück näher gekommen. Demnach schaffte ein Prototyp mehr als 1000 Ladezyklen, was einer Lebensdauer von etwa 500.000 gefahrenen Kilometern entspreche. Nach dem Test habe die Zelle immer noch gut 95 Prozent ihrer ursprünglichen Speicherkapazität aufgewiesen, berichtet das Handelsblatt.
Ihm sei „keine Lithium-Metall-Batterie im Automobilformat bekannt“, die ähnliche Eigenschaften aufweise, sagte QuantumScape-CEO Jagdeep Singh der Wirtschaftszeitung. Als Vorteil des Prototyps nannte er neben der Lebensdauer die hohe Energiedichte. Ein Auto, das heute zwischen 500 und 600 Kilometer Reichweite schaffe, könnte so im Bestfall auf 800 Kilometer und mehr kommen. Bei der Ladezeit zielen Singh und sein Team auf weniger als 15 Minuten für eine Ladestandfüllung von 10 auf 80 Prozent.
Eine erste Pilotfertigung mit niedrigen Stückzahlen ist laut Singh für Ende 2024 geplant. Bis Ende 2025 soll die Stückzahl dann merklich erhöht werden, danach stehe die Serienfertigung an. Es gehe nun um „die Perfektionierung und Skalierung der Fertigungsprozesse“, heißt es in einer Mitteilung, die dem Handelsblatt vorliegt.
„Sehr ermutigende Testergebnisse“
„Das sind sehr ermutigende Testergebnisse und es ist ein Meilenstein auf dem Weg zur Serienfertigung der Feststoffzelle“, so Frank Blome, Chef der VW-Batterieeinheit Powerco, in deren Labor im niedersächsischen Salzgitter die Tests durchgeführt wurden. „Wenn die Rahmendaten und die Zellgröße mit den Informationen aus früheren Investorenpräsentationen übereinstimmen, dann ist das tatsächlich ein beeindruckendes Ergebnis“, sagte Shobhan Dhir, Batterieexperte von der University of Oxford, dem Handelsblatt.
Volkswagen ist QuantumScapes größter Anteilseigener und hat bereits mehr als 300 Millionen Euro in das kalifornische Unternehmen investiert. Bei Forschung und Entwicklung arbeiten die beiden Firmen schon seit 2012 zusammen. Für seine Festkörperbatterie will VW dem Bericht zufolge seine selbst entwickelte Einheitszelle nutzen. Diese wird ab 2025 im großen Stil in Salzgitter gefertigt, zunächst noch in Form herkömmlicher Lithium-Akkus. Das Format soll mit jeder beliebigen Zellchemie befüllt werden können.
QuantumScape setzt in seiner Festkörperbatterie zum Teil noch auf flüssige Elektrolyte, eine komplette Feststoffzelle ist es rein technisch also nicht. Die Flüssigkeit komme in dem Prototyp und einer möglichen Serienproduktion nur in der Kathode vor und sei durch eine nicht brennbare Trennschicht vom Rest der Zelle separiert, erklärte CEO Singh. Die Brandgefahr sei daher nach den ersten Tests geringer als bei herkömmlichen Batterien. Man wolle „dennoch vorsichtig sein, bevor wir allgemeine Aussagen treffen“.
„Am Ende dieser Entwicklung könnte eine Batteriezelle stehen, die hohe Reichweiten ermöglicht, superschnell geladen werden kann und praktisch nicht altert. Wir sind von der Feststoffzelle überzeugt und arbeiten mit unserem Partner QuantumScape weiter mit Hochdruck auf einen Serieneinsatz hin“, so PowerCo-CEO Blome.
Yogi meint
Das triggert den zehnfachen Accountinhaber hier aber wieder…..sehr fokussiert auf VW Entwicklungen, dann aber vorgeblich NIO als große Errungenschaft frohlockend.
Psychisch sehr interessant, auch dass er glaubt sich täglich 11 Jahre vor dem langjährig angekündigten Kauf informieren zu müssen, spare er doch gleichzeitig die 10.000€ Spritkosten und den Einkaufspreis an…..und glaubend, dass dies irgendjemand interressiert…;-)
Yogiaffe meint
@Yogi du scheinst also auch Angst vor der neuen besseren Akkuchemie zu heben?
Ich hol dich nochmal ab 98% fahren einen Verbrenner das könnte die Mehrheit sein.
Diese würde auch gern Eauto fahren nun rate mal warum das bisher nicht passiert.
Kleiner Tip es liegt am Kaufpreis.
Was niemanden interessiert ist deine Meinung zu den 2% veralteter Emöhrchen im Bestand.
Yogiarch meint
@Yogi Ja der ET7 mit wechselbarem 150er Feststoffakku der soviel wie der 75 Akku wiegt ist schon top.
Dieser Wechsel vom Verbrenner zum Eauto begeistert mich schon seit 1996 und besonders stark ab 2009. Warum soll ich diesen Technischen Wechsel nicht begleiten?
Das wäre doch verrückt. Ich gebe allerdings keine 40k für ein Auto aus so wie mit 98% der Bestandsfahrer auch nicht. Du bist mit den 2% unbedeutend und uninteressant.
hundhausen meint
@Yogi Nio hat schon ein Kaufbares Eauto mit wechselbarem 150er Feststoffakku :)
Hast du Angst vor der besseren Akkuchemie?
Malthus meint
Schüchterne Anmerkung:
die 1000C/95% wurden mit einer Charge-Rate von C/3 erzielt…
libertador meint
Das klingt ernüchternd, aber für die Öffentlichkeit funktioniert die Mitteilung. Woher kommt die Information zur C/3 Laderate?
15 Minuten Schnellladen als Ziel klingt dazu auch eher unambitioniert. Die Konkurrenz zielt auch ohne Feststoff-Akkus auf 10 Minuten.
Steffen meint
Also wenn wir uns am Ende drüber streiten, ob man 500-600 km in 10 oder 15 min nachladen kann, dann ist die Elektromobilität alltagsfähig. Da warte ich auch gerne 5 min länger ohne dass ich die Krise bekomme.
libertador meint
Klar, 15 Minuten können gut genug sein. Die Frage ist, ob das im Markt reicht für Zellen, deren Serienfertigung irgendwann nach Ende 2025 ansteht soll. Die Konkurrenz zielt mit aktuell in die Serienproduktion startenden Batterien schon auf 10 Minuten.
In diesem Umfeld muss man entweder eine deutlich bessere Energiedichte oder einen deutlich günstigeren Preis bieten. Ob man dazu in der Lage sein wird, steht in den Sternen.
gradz meint
@libertador interessant ist eigentlich nur was es ab 2030 zu kaufen gibt.
Vorher passiert sowieso nicht viel.
hundhausen meint
Sehr gut. Fast alle Hersteller sehen die Zukuft in Feststoffakkus. Diese sollte ca. ab 2025 kommen.
Nio hat nur ein kaufbares Fahrzeug mit 150er Feststoffakku.
Für die Massen Mobilität braucht es einfach eine deutlich bessere und günstigere Akkuchemie als bisher.
Bitte beachtet das wir aktuell nur lächerliche 2% an Eauto haben. Die spielen also keine Rolle!
In Zukunft sollen es 100% sein.
EVrules meint
Experten und die Industrie (VW, Renault-Nissan, mittlerweile auch Toyota) gehen von frühstens 2028, eher 2030 von einer Serienadaption aus.
Richtig ist aber, dass je höher die Energiedichte wird, es umso besser für automotive (und andere) Anwendungen ist.
Cadrick Bauer meint
Nio hat keine Feststoffbatterie, so wenig wie jeder andere Hersteller.
Selbst hier ist ja nur von einer „Halb-Feststoff-Zelle“ die Rede. Und selbst das hat Nio nicht.
Du musst bei den reißerischen Schlagzeilen der Presse echt genau hinschauen. Die Schreiberlinge haben selten Ahnung und machen aus einer Trockenbeschichtung (wie Tesla sie z.B. im 4680-Akku anwendet) mal eben eine Feststoffzelle.
gertklein meint
@Cadrick Bauer Bitte Abwarten. Ich habe keine technischen Angaben zum Nio Feststoffakku. Es soll ein 150kWh Feststoffakku im gefahrenen ET7 sein.
Mäx meint
Unser Chatbot versteht mal wieder einfach nicht, dass der Semi Feststoffakku bei Nio nicht günstiger, sondern erheblich teurer ist…
ferchaue meint
@Mäx viele wie du haben offenbar Angst vor einer neuen besseren Akkuchemie.
Die kommt aber ohne wenn und aber.
Logisch das die ersten Feststoffakkus teurer sind.
Bei Nio mit einem irren wechselbaren 150er Akku in der Limo sowieso.
Über den Nio Feststoffakku im Detail möchte im unwissenden Forum besser nicht sprechen. Aktuell kann keiner wissen dazu haben.
Mäx meint
Jo stimmt, ich hab richtig viel Angst…
Michael meint
Festkörper an sich ist kein Vorteil. Wenn sich die dafür vorhergesagten Eigenschaften wie unbrennbar, billig, super schnelladefähig und hohe Energiedichte anders realisieren lassen ist die Festkörperbatterie ganz schnell überflüssig. Und danach sieht es gerade aus.
drolfer meint
@Michael die nicht Brennbarkeit ist ein wesentlicher Vorteil.
Es sieht so aus das der Feststoffakku in Zukunft die Hauptrolle übernimmt.
Angekündigt war dieser vor 5 Jahren für ca. 2025.
Schau dir den 150er Nio Akku mal an der ist genau sogroß und schwer wie der 100er mit Flüssigelektrolyt.
Darf man Fragen warum du so massiv gegen die erforderliche neue Akkuchemie bist?
Cadrick Bauer meint
Nio hat aber keine Feststoffzelle. Die bauen völlig normale Lithium-Zellen, wo lediglich der Elektrolyt nicht flüssig aufgetragen und dann getrocknet wird, sondern gleich trocken aufgetragen wird. Was eine Menge Energiekosten spart, aber am Ende eine 100% identische Batteriezelle wie jede andere bringt.
EVrules meint
Nio hat wohl (nach eigenen Aussagen) eine Semi-Solid-State Batterie.
Trockenbeschichtete Zellen sind nicht gleich Feststoffzellen. Diese Beschichtungsart lässt sich in beiden Zelltypen anwenden, dies will u.a. Tesla mit der 4680-Zelle umsetzen, was auch für die zögerlichen CT-Auslieferungen mit verantwortlich ist. Diese Prozesstechnologie ist noch nicht vollends beherrscht.
EVrules meint
Die Physik kennt hier Grenzen und der Weg dahin, um höhere Energiedichten zu erzielen geht nunmal über Feststoffzellen. Siehe hierzu die Arbeiten von Prof. John B. Goodenough.
Swissli meint
Einerseits ist da das YT Video von Tom Bötticher über QuantumScape „Der grösste Betrug der Auto-Industrie“ (vor 2 Wochen). So wirklich vertrauenswürdig scheint QuantumScape nicht zu sein.
Andererseits scheinen die jetzigen Tests zumindest im Labor von VW Powerco durchgeführt worden zu sein, gemäss Artikel.
Vielleicht schickt Tom Bötticher demnächst ein Update Video nach…
EVrules meint
Ich würde Berichte vorziehen, die gesichert aus der Wissenschaft kommen, bspw. von Prof. Dr. Jürgen Janek oder Dr. Veronika Wright, beide vertreten bei „geladen – Der Batteriepodcast“.
Youtuber wie bspw. Carmaniac oder der erwähnte Tom Bötticher scheinen sich hier Klicks sichern zu wollen, abseits dessen was fair und richtig ist.
Feststoffzellen sind kein „Betrug“ und umsetzbar, wenn auch noch nicht serienreif. Hier ist der Investitionsumfang in diese Technologie und die darin beteiligten Unternehmen (u.a. auch Panasonic uvm.) zu renommiert, als dass alles nur eine Fälschung wäre.
René H. meint
Es ist nach wie vor nur eine Zelle, keine Batterie. Proof-of-concept, keine industrialisierte Entwicklung. Da ist noch ein sehr langer Weg zu gehen.
Aus meiner Sicht ist auch mit dieser Mitteilung noch nicht die Befürchtung ausgeräumt, dass es sich bei QS nicht doch nur um eine Investorengelder absaugende Luftpumpe handelt.
Swissli meint
Stimmt. Es ist nur auf Zellebene ein A-Muster gewesen. Aber immerhin ausserhalb von QuantumScape getestet.
ShullBit meint
Die deutschen Hersteller interessieren sich fast ausschließlich für Hochleistungszellen. Für hiesige Batteriefabriken sind überwiegend NCM-Zellchemien geplant und für die Zukunft setzt man auf Feststoffzellen. Feststoffzellen brauchen erheblich mehr Lithium als Zellen mit flüssigem Elektrolyt. Feststoffzellen werden deshalb auf absehbare Zeit teuer sein.
Die Chinesen konzentrieren sich eher auf Kostensenkung. Dazu haben sie erst LFP-Zellen in Serie gebracht und mittlerweile rollen dort die ersten Autos mit Natriumzellen vom Band. Natrium wird anders als Lithium nie teuer werden, denn es ist nicht nur endlos vorhanden – das sind andere Elemente auch – sondern Natrium lässt sich auch einfachst fördern (primitive Salinen/Elektrolyse).
Die gravimetrische Energiedichte von Natriumzellen ist geringer als die von NCM-Zellen und Festkörperzellen. Aufgrund des Mehrgewichtes verbrauchen Autos mit Natriumzellen dann etwa 0,5 kWh pro 100 Kilometer mehr als Autos mit Lithiumzellen. Das übersetzt sich beim Durchschnittsfahrer (14.000 km p.a.) in Energiemehrkosten von 1,75 Euro pro Monat. Man spart mit Natriumzellen aber 3000-5000 Euro beim Kaufpreis. D.h. die NCM- (oder Festkörper-)Zellen rechnen sich auch in 100 Jahren nicht. Und 90+ Prozent aller Nutzungsprofile in D brauchen auch keine 800 oder 1000 Kilometer Reichweite.
Am Ende entscheidet der Preis. Festkörperzellen werden für Hochleistungsfahrzeuge von Porsche etc. relevant sein, aber nicht für Golf, Astra und Co. Die Leute zahlen nicht für Hochtechnologie, die einfach nur teuer ist und keinerlei Praxisnutzen bringt. Und ich fürchte insgesamt ein wenig, dass die deutsche Autoindustrie erneut die falschen Prioritäten setzt und die Chinesen es besser machen.
Jeff Healey meint
Eine ungemein präzise Analyse.
In allen Punkten.
Diese Sätze sollten an der Pinwand jedes europäischen OEM ganz zuvorderst stehen.
1+++
René H. meint
Das ist auch meine Einschätzung. VW wird allerdings sehr wohl auf LFP gehen, aber meines Erachtens ist man auch da zu langsam im Vergleich zur Konkurrenz.
Natrium an sich wird wohl nicht teurer, allerdings könnte es Engpässe, Ausfuhrbeschränkungen usw. bei den Materialien auf Kathoden- und Anodenseite geben.
Jeff Healey meint
Ich glaube hingegen nicht, dass Engpässe bei den Rohstoffen für Kathode/Anode der Natrium-Ion Zelle zu befürchten sind. Es wird überall intensiv daran geforscht kritische Rohstoffe zu ersetzen/zu umgehen. Ein Beispiel aus dem Netz, unter vielen anderen (Zitat):
„Die Zellen von Altris verwenden Anoden aus einem einfachen kommerziell lieferbaren harten Kohlenstoff. Dazu kommen ein selbstentwickeltes Elektrolyt auf Basis von Bor statt Fluor und ein Bindemittel aus umweltfreundlicher Zellulose. Das Kathodenmaterial macht nur einen Teil des Akkus aus. Deshalb liegt das Entwicklungsziel für die eigenen Akkuzellen von Altris laut Technikchef Tim Nordh nur bei 140 Wh/kg, auch wenn das Kathodenmaterial allein auf 500 Wh/kg kommt. Das ist vergleichbar mit den angekündigten Akkuzellen von Lifun, die aber ein anderes Kathodenmaterial aus Schichtoxiden verwenden.“ (Zitat Ende)
Es scheinen mir beim Natrium-Ion Akku viele Rohstoff-Kombinationen für Anode/Kathode möglich zu sein.
McGybrush meint
Viele Leute brauchen aber die Flexibilität eines grossen Akkus.
Mir ist meine ohnehin super sparsames Model 3 LR noch zu knapp was die Reichweite angeht. Zumindest für mein Lebenwandel als Mieter.
Die Heile Welt der 41km Fahrer ist leider nur Statistik.
LFP ist super. Aber als erstwagen und Mieter sind Reichweiten die mit 60kWh erreicht werden können für viele keine Option.
Beides anbieten wäre die Lösung. Günstg bzw Reichweitenstark.
Jeff Healey meint
McGuybrush,
so wird es kommen, alle derzeitigen Entwicklungen lassen darauf schließen: LFP und Natrium-Ion im Budget Bereich, die mit hohen Energiedichten versehenen Zellchemien im höheren Preisspektrum.
Der Natrium Ionen Akku könnte sich übrigens langfristig als die beste Lösung im Preis/Leistungsverhältnis herausstellen, wenn die angepeilten, sehr kurzen Ladezeiten technisch erreicht werden.
Voraussetzung auch hier:
Ausbau der Ladeinfrastruktur.
ShullBit meint
Richtig ist, dass Elektromobilität heute noch nicht für jedes Fahrzeug-Nutzungsprofil passt, weil nicht jeder täglich bequem nachladen kann. Trotzdem brauchen nur die allerwenigsten 800 oder 100 km Reichweite. Auf Langstrecke macht fast jeder alle 2-2,5 Stunden mal eine Pause für biologische Bedürfnisse. Wenn das Auto dann in 10-15 Minuten Strom für die nächsten 2-2,5 Stunden nachgeladen hat, gibt es keine relevante Einschränkung.
Wenn man im Alltag nicht zuhause laden kann, dann wird man zukünftig zuverlässig beim Supermarkt, Kino, Gym, etc. nachladen können.
Yoshi meint
Dazu muss aber das Schnelladenetz ausgebaut werden. Ich verbringe üblicherweise keine 5 Stunden die Woche beim Supermarkt, die halbe Stunde die ich pro Woche brauche reicht mit AC bei weitem nicht aus.
Einerseits werden hier von vielen Heimladern die 5 Minuten an der Tankstelle als unerträgliche Zeitverschwendung dargestellt, aber wer das Privileg nicht hat soll halt zusehen wo er die Karre mehrere Stunden pro Woche hinstellen kann. Genau mein Humor
Lorenz Müller meint
Hört sich eher nach Problemen mit der Ladeinfrastruktur an. Meine Tochter mietet auch und hat nur einen 42kWh Akku, dank Wallbox beim Arbeitgeber aber gar kein Problem.
fgragr34 meint
@ShullBit die meisten brauchen dann also zwei Fahrezuge eines mit wenig Reichweite und eines für den Urlaub. Vermutlich ist das recht teuer und wird zum Luxus :) :)
Bisher reichte ein 8000€ Golf für Achtung: alles.
eCar meint
Ein 8000€ Golf gibt es nicht neu zu kaufen. Verbreite hier bitte einen Bullshhit!
ferchaue meint
@eCar was willst du? Die Masse fährt solche Fahrzeuge und kann sich nichts anderes leisten!
Der Bestand ist im Schnitt 10 Jahre alt. 50% sind Achtung über 10 Jahre alt.
Der Vorschlag ein kleines Eauto für den Alltag und ein großen für den Urlaub ist reiner Luxus.
Cadrick Bauer meint
Dummerweise kommt einem so ein alter 8000€-Golf erheblich teurer als ein universelles, reisefähiges BEV wie z.B. ein Model 3.
Also: VIEL teurer.
EVrules meint
Die Rechnung wollte ich gern sehen!
Wenn der Golf 13.000km im Jahr gefahren wird, bei einem Spritpreis von 1,80 Eur/l (ist derzeit merklich geringer) und einem Verbrauch von 6l/100km, dann sind das laufende Energiekosten von 1.400 Eur/Jahr.
Das Model 3 verbraucht wohl um die 18kWh (inkl. Ladeverluste), bei 30ct/kWh (was durchaus mehr sein kann), wären dies bei gleicher Fahrleistung 700 Eur.
Der Golf kostete 8.000 Eur, das Model 3 über 46.600 Eur (den Wertverlust über Zeit vernachlässigen wir mal).
Selbst wenn die Kfz-Steuer beim Golf bei 120 Eur/Jahr läge, wären wir bei einer Differenz von 820 Eur/Jahr, lass eine THG-Quote von 150 Eur noch draufpacken, wären wir bei 970 Eur.
Bei einem Fahrzeugkostenunterschied von knappen 39.000 Eur kann ich damit 40 Jahre den Golf rechnerisch weiterfahren, ohne Verlust gemacht zu haben.
gertklein meint
@Cadrick Bauer du hast recht das Modell 3 ist VIEL teurer UND gleichzeitig VIEL später am Ziel (sozusagen deutlich langsamer).
Preisdifferenz lässige 39000€ zu ungunsten des langsameren Eautos.
Powerwall Thorsten meint
Wie genau machst du als Familie mit 3 Kindern und Hund – oder auch nur mit 2 Kindern und Katze Urlaub im VW Golf?
Entweder hast du keine Kinder oder Tiere,
oder bist Student,
oder du hast – aus welchen Gründen auch immer nur ein Budget von 8000€ für ein Fahrzeug – aber was ist denn dann schiefgegangen?
Ich hatte vor über 30 Jahren als Student schon einen Golf 2 – deswegen bin ich auch in den Semesterferien arbeiten gegangen anstatt rumzuheulen und die Schuld immer bei den „Anderen“ oder gar der „bösen Gesellschaft“ zu suchen.
drolfer meint
@Powerwall Thorsten wir haben zwei Kinder. Bis zur 1. Klasse sind wir im Ibiza ganz bequem zu viert in den Urlaub gefahren auch mit Kinderwagen. Im Winter dann mit Dachbox. Der GTD Variant ist nun die Luxusvarinte mit reichlich viel Platz. Das nächste Auto wird wieder deutlich Kleiner Richtung Polo-Klasse und natürlich mit Akku.
EVrules meint
Na-Ion Zellen haben eine deutlich geringere Energiedichte, als NMC-Zellen. Auch kostenseitig gibt es noch keine nennenswerten Vorteile zu LFP und ob sich dies realisieren lässt, muss gezeigt werden. Das ist der Stand Anfang 2023.
Dies kann man nachverfolgen, durch die Aussagen von Dr. Dominic Bresser (Helmholtz Inst. Ulm / yt: „Materialien in Natrium-Ionen-Batterien – Dr. Dominic Bresser“).
Desweiteren ist die Feststoffzelle in der Regel eine trockenbeschichtete Zelle und benötigt daher einen geringeren Energieaufwand, kann daher auch günstiger produziert werden. Dies ist aber gleichzeitig eine der Hürden in der Industrialisierung: die Prozesssicherheit.
Aus einer Übersicht des yt-Beitrags (bei 12:51min), auf Zellebene, kann man entnehmen:
NMC811: 280Wh/kg; 500Wh/l
LFP: 200Wh/kg; 350Wh/l
Na-Ion: 160Wh/kg; 300Wh/l
Das bedeutet für 50kWh:
NMC: 179kg; 100l
LFP: 250kg; 143l (zu NMC +40%; +43%)
Na-Ion: 312kg; 167l (zu NMC +75%; +67%)
Nach dem Fraunhofer ISI Bericht „Solid-State Battery Roadmap 2035+“ bieten Feststoffzellen folgende Potentiale: 400–500+ Wh/kg, 800–1000+ Wh/l – cost at pack level < 75 €/kWh
Das bedeutet übersetzt auf 50kWh:
SSB: 100-125kg; 50-63l
Bei den Kosten bietet die Analyse von BloombergNEF "Lithium-Ion Battery Pack Prices Hit Record Low of $139/kWh" entsprechende Einsichten:
NMC: 139USD/kWh
LFP: 95USD/kWh auf Zellebene (32% cheaper than NMC)
Na-Ion wird sich wohl auf LFP Niveau bewegen.
SSB: <75USD/kWh in 2030.
BloombergNEF geht davon aus, dass allgemein der Preis 2030 bei 80USD/kWh liegen wird.
Wenn wir taugliche Klein- und Kompaktwägen haben wollen, zudem weitere energieintensive und mobile Anwendungen erschließen wollen, führt kein Weg an deutlich höheren Energiedichten vorbei.
Na-Ion wird in stationären Anwendungen gut sein, in mobilen sehr bedingt.
Jeff Healey meint
Dem steht jedoch entgegen, dass derzeit zwei chinesische Hersteller dabei sind einen Kleinwagen mit Natrium Ionen Akku auf den Markt zu bringen. Der Grund ist offensichtlich der sehr günstige Preis der Akkus, und das viele Menschen offensichtlich doch mit 200 Kilometern Reichweite auskommen.
EVrules meint
Namentlich ich das JAC Yiwei 3 und JMEV EV3 finden.
Die Kosten beim JMEV EV3 lassen sich für 31,2kWh Li-Ion 62,800RMB / 8072Eur finden, für die 21,4kWh Na-Ion Variante 58,800RMB / 7556 Eur – nicht so viel günstiger, dafür das man 10kWh weniger Energie im Auto hat.
Bekannt sind beim Yiwei 3 die Energiedichten der Packs, so sind es 120Wh/kg, für 25kWh – nach CLTC (dem NEFZ sehr nahe) für 252km Reichweite, nach WLTP eher 205-210km und real nochmals darunter.
gradz meint
@EVrules Klasse Tabelle. Danke.
Daraus ergibt sich automatisch das für die MassenEmobilität SSB Akkus das rennen machen.
Aktuell sind wir bei 2% Eautos im Bestand = nix und der preis ist egal.
Für z.B. 10%-20% im Bestand ab 2035 braucht es SSB Akkus.
EVrules meint
Bitte gern – ich mag es an nachvollziehbaren Belegen zu diskutieren, ich halte wenig von „muss so sein, weil darum!“.
Ob SSB für die Massenmobilität allein nötig ist, würde ich vorsichtig sein, jedoch ist es der logische „nächste Schritt“ in der Entwicklung.
Ebenso wie trockenbeschichtete und bipolare Zellen, die auf NMC oder auch LFP Basis aufbauen können und die Energiedichte nochmals erhöhen. Hinzukommen Nickel-reiche Chemien an der Kathode (Plus-Pol).
Alle Technologien versprechen Verbesserungen, sind jedoch fertigungstechnisch noch nicht ganz ausgereift.
Der Weg jedoch ist klar, die Preise gehen langfristig runter, bei gleichzeitiger Erhöhung der Energiedichte. Na-Ion Zellen braucht es für die Masse der PKW dazu nicht.
EVrules meint
Ich möchte gern ein weiteres bildhaftes Beispiel anführen, vorab die Randparameter:
Beim Renault 5 wissen wir, dass dieses Modell bis zu 52kWh bieten wird, entsprechend NMC basierend. Der Radstand wurde bereits angegeben mit 2,55m.
Wir wissen, aus der Präsentation des Ampere Capitan Market Day (15.11.23 / auf Folie 76) dass die Energiedichte des R5 Akkupacks bei 270Wh/l liegen soll, im Vgl. zur MéganE mit 240Wh/l.
Die Dimensionen der MéganE Batterie sollen 1.960 x 1.450 x 110mm sein, entsprechend der Daten wäre das R5 Pack rechnerisch bei gleicher Breite und Höhe, 1.510mm lang.
Würden wir die gleiche Kapazität nun in Na-Ion umsetzen wollen (extrapoliert und ausgehend der ursprünglich genannten Energiedichten), müsste der Akku 2,52m lang sein und würde zu einer Fahrzeuglänge (ursprünglich 3,92m) von 4,93m führen – kaum noch ein Kleinwagen.
Bliebe der Bauraum jedoch gleich, wären nur etwa 31-32kWh Na-Ion möglich (-40%).
Vergleichen wir dies für Festkörperzellen, mit den Werten des Fraunhofer ISI:
In gleichem Bauraum könnte man entweder 83-104kWh unterbringen oder die Batterie um 38-50% kleiner und damit leichter gestalten (von 310kg auf gemittelte 175kg).
ferchaue meint
@EVrules der JMEV EV3 kostet als ganzes Auto 8072€?
EVrules meint
ferchaue – So die Angaben für den JMEV EV3 gemäß dem Artikel „Two EV models powered by sodium-ion batteries roll off line in China“ auf CNEVPOST.
Nach einer etwas längeren Suche, gibt es auch Infos für den JAC Yiwei 3. Mit LFP-Batterie (41kWh) finden sich 13,970 USD, für die 25kWh Na-Ion Batterie werden laut einer Webseite 12,600 USD fällig (Quelle: fudcilla – „World’s first lithium-free electric car launched by China“).
Die Lohnstruktur, Energiekosten und der industriepolitischen Förderungen in China sind selbstredend anders, als in der EU oder den USA.
Dennoch sehen wir im direkten Vergleich genau das, was sich durch die Aussagen von Dr. Bresser bewahrheitet – es gibt keinen wirklichen Kostenvorteil für Na-Ion Batterien.
ShullBit meint
Sorry, aber Ihre eigenen Zahlen belegen nur die Unsinnigkeit dieser Berechnungen. 1.960 x 1.450 x 110mm ergeben ein Volumen von 313 Litern. Bei der von Ihnen genannten volumetrischen Energiedichte für Natriumzellen von 300 W/l reicht dieses Volumen auf Zellebene rechnerisch für 93,9 kWh an Natriumzellen! Sie unterstellen aber, dass mit Natriumzellen nur 31-32 kWh möglich wären. Dazu müssten mehr als 2 Drittel des verfügbaren Volumens für Packaging, Wiring, Climatization usw. draufgehen. Das ist für Natriumzellen eine völlig realitätsferne Annahme.
Korrekt ist Folgendes: Wenn der Battery Space eines Autos ursprünglich für NMC-Zellen designed wurde, dann wird man Probleme haben, nachträglich (ohne Kapazitäts-/Reichweitenverlust) auf Natrium umzuswitchen. Wenn man ein Auto jedoch von vornherein für Natriumzellen designed, dann ist es kein Problem, das zusätzliche Volumen zu berücksichtigen. Je nach Größe haben Autos ein Volumen von 3.000-12.000 Litern. Da findet man dann auch 40 oder 80 Liter mehr für die Batterie – wenn man es von vorneherein berücksichtigt. Das Ganze wird umso einfacher, je weniger Klimatisierung Zellen brauchen.
EVrules meint
Shullbit – das ist doch Quatsch, der Platzbedarf für die 65kWh an Zellen ist deutlich geringer.
Der Vergleich der 31-32kWh bezieht sich außerdem auf den Akku des R5 (52kWh netto), nicht den der MéganE, dieser dient nur als hinreichender Anhaltspunkt um Rückschlüsse auf die potentielle/extrapolierte Länge des R5 Akkus zu schließen.
Das Akkupack der MéganE fasst 65kWh brutto und ist nicht als perfekt rechteckiges Bauteil zu verstehen, hier fließt die umgebende und interne Struktur mit ein, das interne Volumen ist deutlich geringer (Quelle: InsideEVs – „Renault Megane: Batterie mit 20% mehr Energiedichte als beim Zoe“).
Die von den Herstellern genannten Werte sind hier eigentlich interessant, wenn auch etwas umständlicher in der Umrechnung, da Renault volumetrische Angaben (270Wh/l) nennt, JAC jedoch gravimetrisch (120Wh/kg).
Renault gab aber auch an, dass der R5 Akku 15kg leichter sein soll, als die Batterie der Zoe, also etwa 310kg wiegen soll.
Bei einer geschätzten Butto-Kapazität von etwa 57-58kWh wäre dies dann 183-187Wh/kg (ca. 54% mehr).
Ich kann zudem nicht alles aus dem Akkupack hinausschmeißen, die interne Struktur muss bei höherer Masse (wie sie Na-Ion Zellen mitbringen) mindestens genauso stark ausfallen, wenn nicht sogar stärker.
Klar kann man am Thermomanagement sparen, aber das wird beiweitem nicht so viel einsparen, wie die deutlich geringere Energiedichte der Zellen an Bauraum benötigt. Die Menge an Kühlmittel (Analogie zum Platzbedarf) im Akku liegt vllt. bei ca. 15-20l das entspräche bei 300Wh/l etwa 4,5-6kWh.
Ich kann auch im Auto nicht jeden Kubikmillimeter mit Akkus zupflastern, da weitere Komponenten Platz benötigen, es bleibt für eine gut serien-fertigbare Auslegung nur der Unterboden übrig und hier setzt der Radstand, wie die Fahrzeughöhe klare Grenzen.
ShullBit meint
CATL sieht Natriumzellen bei 33-40 USD/kWh und in der zweiten Generation ab etwa 2025 in der Energiedichte auf dem Level von LFP. Und dann rechnen wir doch mal:
50 kWh NMC = 6950 USD
50 kWh Na-Ion = 2000 USD
Selbst bei einem kleinen 50 kWh-Akku ergäben sich 5.000 USD Preisvorteil – auf Zellebene. Hinzu kommt, dass die Betrachtung auf Zellebene sinnfrei ist. Es zählen nicht Werte auf Zellebene, sondern Werte des Batteriesystems. NMC-Zellen neigen zum thermischen Durchgehen. LFP-Zellen sind sehr empfindlich gegenüber niedrigen Temperatur. Beides resultiert in umfassendem Klimatisierungsbedarf. Natrium-Zellen neigen nicht zum thermischen Durchgehen und sind weniger empfindlich bezüglich niedrigen Temperaturen als LFP-Zellen. Das kann den Rückstand bei gravimetrischer und volumetrischer Energiedichte verringern und zu einem noch
EVrules meint
Bitte die Angaben mit Quellen untermauern. Ansonsten können wir vieles behaupten aber nichts prüfen.
ShullBit meint
«Bitte die Angaben mit Quellen untermauern. Ansonsten können wir vieles behaupten aber nichts prüfen.»
Die Angaben wurden von CATL bei der offiziellen Vorstellung der Natriumzellen Mitte 2021 gemacht und bezogen sich auf die 2. Generation an Natriumzellen, die CATL ab etwa 2025 zu produzieren gedenkt. Es gibt hunderte Artikel, die den Preis referenzieren. Man spart eben nicht nur Lithium sondern auch Kobalt und Nickel und braucht inkl. Vorprozessen zudem weniger Energie.
Random Artikel per Google, der das aufgreift:
https://www.auto-motor-und-sport.de/tech-zukunft/batterie-forschung-catl-natrium-akku-statt-lithium-ionen/
EVrules meint
ShullBit – Danke für die Quelle! Mir geht es hierbei nicht um ein Vorführen, aber so können wir gegenseitig verstehen, woher etwas kommt.
Der Artikel der AMS liegt leider hinter eine Paywall, jedoch wenn die Info zu den Zellkosten aufgrund einer Vorabschätzung von CATL ist, muss sich die Serienpreisindikation erst noch beweisen.
Dies deckt sich auch mit den Aussagen Dr. Bresser / Helmholtz Institut Ulm (wie oben/eingangs erwähnt).
Es wird als optimistisch-umsetzbar angesehen, bei Na-Ion Zellen 75-67% bis max. 50% der Kosten im Vgl. zu Li-Ion Zellen zu erreichen.
Wenn wir vom mittleren Fall ausgehen, dass die Kosten um 33% reduziert werden können, haben wir dennoch eine Energiedichte die gravimetrisch um 43% geringer ist und volumetrisch um 40% geringer ist im Vgl. zu NMC.
Weiterhin verbessern sich alle übrigen Zelltypen in den Kosten und der Energiedichte auch, die Rohstoffpreise als Haupttreiber sinken zudem wieder, dies geht aus der BloombergNEF Analyse hervor.
Nüchtern betrachtet gestaltet sich der Vorteil der Na-Ion Zellen im PKW, im Preis-Leistungsverhältnis (auch Lebensdauer) als nicht so bedeutsam, als das es eine Zell-Revolution bedeutete.
Das geben die Zahlen nicht her.
Wir können es auch sportlich als Wette-auf-Zeit betrachten.
Jeff Healey meint
Hallo EVrules,
„Nüchtern betrachtet gestaltet sich der Vorteil der Na-Ion Zellen im PKW, im Preis-Leistungsverhältnis (auch Lebensdauer) als nicht so bedeutsam, als das es eine Zell-Revolution bedeutete.
Das geben die Zahlen nicht her.“
Ich halte dagegen, und weise wie Shullbit weiter oben auf den wichtigsten Faktor pro Natrium-Ionen Technologie hin:
Die limitierte Verfügbarkeit von Lithium.
Wenn der weltweite Hochlauf der E-Mobilität Fahrt aufnimmt, sind ungeheure Mengen an Lithium erforderlich.
Das könnte der Grund sein, warum die Natrium-Ionen Technologie in breiterem Umfang in der E-Mobilität Einzug halten könnte.
Nicht, weil es eine hohe Energiedichte hat, sondern weil der Rohstoff in rauen Mengen vorhanden, und seine Gewinnung simpel ist.
Shullbit hatte diesen herausstechenden Aspekt, wie schon gesagt, etwas weiter oben erwähnt.
Eine gute Diskussion von allen hier, mit vielen interessanten Beiträgen und Quellen, top 👍
Krawie meint
EVrules: Danke für die aussagekräftigen Zahlen und Fakten und die Mühe, die Daten zusammenzustellen, das ist doch mal eine Grundlage, um die Situation und den Entwicklungshorizont zu verstehen (statt allgemeiner Aussagen und Gerüchten).