Mercedes-Benz will die Festkörperbatterie noch vor Ende des Jahrzehnts in die Serienproduktion bringen. Entwicklungschef Markus Schäfer sagte laut der Automobilwoche am Rande einer Veranstaltung in Kopenhagen: „Wir gehen davon aus, dass wir die Technologie noch vor Ende des Jahrzehnts in den Serieneinsatz bringen können.“
Die neue Batterietechnologie verspricht bei gleicher Größe mehr Reichweite und geringere Kosten. Mercedes arbeitet dafür unter anderem mit dem US-Partner Factorial zusammen. Die technischen Spezifikationen und das Management-System entstehen im E-Campus in Stuttgart-Untertürkheim sowie bei Mercedes-AMG High Performance Powertrains in Brixworth.
Seit Februar testet Mercedes ein sogenanntes B-Muster dieser Akku-Technologie in einem leicht modifizierten EQS. Die Festkörperbatterie ermöglicht den Angaben nach eine bis zu 25 Prozent höhere Reichweite. Dabei sind das Gewicht und die Größe vergleichbar zu der Standard-Batterie eines EQS. Weitere Gewichts- und Energieeffizienz wird durch eine passive Batteriekühlung erreicht. Für das Entwicklungsfahrzeug wird eine Reichweite von über 1.000 Kilometern erwartet. Zum Vergleich: Mit einer Batteriekapazität von 118 kWh bietet der aktuelle EQS 450+ bereits über 800 Kilometer pro Ladung.
Die Festkörperbatterie verwendet anstelle eines flüssigen einen festen Elektrolyten. Sie gilt als vielversprechend, bringt aber auch Herausforderungen mit sich. Zu den Vorteilen gehören höhere Energiedichte, eine höhere Sicherheit und schnellere Ladezeiten. Problematisch sind jedoch Volumenveränderungen beim Laden und Entladen, insbesondere bei Siliziumanoden. Diese wirken sich negativ auf die Lebensdauer und Leistung der Batterie aus. Aktuell sind Festkörperbatterien zudem noch deutlich teurer als herkömmliche Lithium-Ionen-Speicher.
Der Mercedes-Entwicklungschef sieht die Batteriezusammensetzung als entscheidenden Faktor, um Kostenparität mit Verbrennerfahrzeugen zu erreichen. Mit heutigen Nickel-Kobalt-Mangan-Akkus (NMC) ist das laut Schäfer nicht möglich. Auch Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) böten trotz günstiger Rohstoffpreise kein ausreichendes Einsparpotenzial. „Hier braucht es im Kern eine neue Chemie.“ Die Festkörperbatterie sei dabei ein zentraler Ansatz. Andere Komponenten wie Elektromotor oder E-Achse seien bereits weitgehend optimiert und böten kaum weiteres Potenzial zur Kostenreduktion.
Derzeit kostet Lithium weniger als 10 US-Dollar pro Kilogramm. Noch vor wenigen Jahren lag der Preis bei 80 Dollar. Trotz der aktuellen Entspannung ist laut Schäfer künftig eher mit steigenden Rohstoffkosten zu rechnen, was die Suche nach effizienteren Batterietechnologien weiter antreibt.
Envision meint
Interessant :
„Mit heutigen Nickel-Kobalt-Mangan-Akkus (NMC) ist das laut Schäfer nicht möglich. Auch Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) böten trotz günstiger Rohstoffpreise kein ausreichendes Einsparpotenzial. „Hier braucht es im Kern eine neue Chemie.“ Die Festkörperbatterie sei dabei ein zentraler Ansatz“
Mein Stand war, das Festkörper auch Lithium nutzten und davon in der Regel – noch mehr – wie z.B. NMC – was Der Mercedes Chef andeutet wäre ja – lithium freie – Festkörper, davon wurde auch bei Mercedes bisher und im laufenden Tests nicht gesprochen.
brainDotExe meint
Lithium ist ja nicht mit LFP oder NMC gleichzusetzen. Vielleicht meint er eine andere Chemie, die ebenfalls Lithium verwendet.
EVrules meint
Das Mercedes nur 25% als höhere Energiedichte (Reichweitenplus) angibt, bei gleichem Bauraum (Standard-Batterie) ist nicht sehr ambitioniert. VW selbst gab mit QuantumScape um die 60% an – da es auch nicht „die eine“ Festkörperzelle gibt, die polymer oder kermanisch aufgebaut sein kann, wäre eine Betrachtung der Unterschiede sinnvoll und wer welches Konzept verfolgt.
Das die Kosten langfristig für Festkörperzellen sinken ist logisch in der Sache selbst, schließlich lässt sich mit weniger Materialinput mehr kWh produzieren, zudem ohne aufwendigere Trocknungsstraßen, auf die bisherige Nass-Zellen im Auftrag der Schichten angewiesen sind – wie bie LFP und NMC.
Jedoch steigen auch bei den bisher bekannten/etablierten Zellen durch bipolare Gestaltung, Silizuim-Anode und andere Zusammensetzungen (LMNO, LMFP, etc.) die Energiedichte.
Unsicher ist aber heute keine Zelle mehr im Wesentlichen, ein Risiko besteht immer bei Beschädigung und überall wo hohe Energiemengen gespeichert werden.
Powermax meint
? Jede NMC Zelle kann durch das flüssige Elektrolyt und Bildung von Dentriden durchbrennen. Das ist leider so.
Häufig passiert das beim laden in einer sensiblen Umgebung ohne Überwachung.
brainDotExe meint
Jeder Benziner kann durch austreten von Benzin und Einwirkung von Feuer/Funken anfangen zu brennen. Trotzdem kaufen die Leute Benziner.
Das Risiko ist, genau wie bei NMC, einfach sehr gering und wir allgemein akzeptiert.
Mäx meint
Dendriten bilden sich auch bei SSB.
Das ist eines der Hauptthemen, die es zu überwinden gilt.
Nur mal so.
EVrules meint
Probleme in der Kontaktierung, Verkabelung und Isolation sorgen bei den meisten PKW für Brände, nicht die Zellen oder der eigentliche Antrieb.
Malthus meint
Was ist da logisch?
Wenn die Formierung/Reifung so eines Teils Wochen statt Tage benötigt oder Elektroden im 3D-Druck (analog) entstehen, ist Rostoffeinsparung schnell sekundär.
Powermax meint
Erst mit den Feststoffakkus kommen die Volumenmodelle. Die bisherigen Eautos sind zu teuer und haben eine unsichere Akkuchemie. Das ist nix neues und seit 5-10 Jahren bekannt.
Micha meint
Quatsch. Schauen Sie sich den massiven Preisverfall insbesondere bei LFP-Batterien an. Diese sind zumal sehr sicher, bieten mittlerweile ausreichend große Reichweiten und massive Ladegeschwindigkeiten. Wenn hier Skaleneffekte wirken und die Kosten weiter senken, braucht keiner im Volumensegment Festkörperbatterien. Dass diese günstiger sein sollen, ist bisher übrigens überhaupt nicht belegt. Da der Herstellungsprozess sehr herausfordernd ist, werden sie zunächst eher deutlich teuerer sein und damit nur im Luxussegment interessant.
Jensen meint
@Powermax: Diese Einschätzung dürften Sie exklusiv vertreten.
Powermax meint
Es steht doch im Artikel. Extra für die ungläubigen Forenmitglieder.
Feststoff wird günstiger bei mehr Kapazität und ist nicht brennbar.
Das muss doch mal angekoomen sein :)
South meint
Nö, da steht ein MERCEDES KÖNNTE…2030.. nicht dass der breite Markt umstellt. Also welches Auto mit Feststoffaccu wirst du dir 2030 kaufen? Keines…
South meint
Nö, da steht, Mercedes wird, also das du dir ganz sicher kein E Auto kaufen wirst….oder kennst du nen Hersteller der in deiner Klasse mit Feststoffaccus plant?
South meint
Nö, da steht ein MERCEDES KÖNNTE…2030.. nicht dass der breite Markt umstellt. Also welches Auto mit Feststoffaccu wirst du dir 2030 kaufen? Keines…
South meint
Quatsch. Sind ja heute schon 17,7% BEV Marktanteil, der noch bis 2030 deutlich ansteigen sollte, solche Werte könnte man ohne Volumenmodelle gar nicht erreichen. Unsichere Accuchemie? Sicher nicht. E Autos brennen mit hoher Wahrscheinlichkeit sogar seltener als Verbrenner und es sind mittlerweile mehrere Millionen E Autos auf der Welt unterwegs, dass würde sich langsam rumsprechen… ;-)
Sebastian meint
Wenn meine Abschlussqoute bei Angeboten bei 17% läge, würde ich meine Firma dicht machen…
Irgendwas muss ja am Thema BEV nicht ganz stimmen. Klar, wenn kann wieder über die Verbrenner Käufer lästern, was jedoch für ein grenzwertiges mindset spricht.
Wie kann man eigentlich gegen Verbesserungen sein, bei einem Thema das man eigentlich favorisiert? 🙄
South meint
Yoa, bei einem so langfristigen komplexen Produkt wie einem Auto wird so einer schnelle Veränderung des Marktes eine Jahrhundert-Disruption genannt. Wird wohl also ein paar andere Parameter geben, die mit deiner Klitsche und deinem Horizont eher nicht vergleichbar sind … ;-)
South meint
Schmarrn. Es gibt schon Millionen von E Autos…wie sollt das ohne Volumenmodelle gehen, eine unsichere Zellchemie würde hohe Wellen schlagen… Kommentar hängt…
M. meint
Du hast eine unsichere Hirnchemie und darfst hier trotzdem schreiben.
Warum?
Die Probleme, die NMC-Zellen haben – und die haben sie weitaus mehr als z.B. LFP, was alleine deine Verallgemeinerung absurd machen würde – sind verstanden und kontrollierbar. Wichtig ist der Umgang damit. Verglichen mit Verbrennern passiert auch sehr wenig, wenn man Neuwagen vergleicht – und die jeweiligen Zulassungszahlen.
Auch DAS ist bekannt, wird von dir aber ignoriert.
Die Forschung an Feststoffakkus finde ich richtig, aber die Vorteile sind weniger die Bildung von Dendriten – an dem Punkt sind die nicht anders zu behandeln als die aktuellen Zellen auch. Der Vorteil ist (neben der höheren Energiedichte natürlich), dass es keinen Elektrolyt gibt, der im Havariefall brennen kann. Aber brennen können die je nach Zellchemie trotzdem – auf viel kleinerem Niveau zwar, aber unmöglich ist das nicht.
Bis auf weiteres sind diese Feststoffzellen aber viel teurer als die aktuellen Zellen, weswegen die auf absehbare Zeit NICHT in die Volumenfahrzeuge kommen werden.
Müssen sie aber auch nicht. Da wird LFP für die nächsten Jahre ausreichend sein.
Powermax meint
Richtig ist aktuell gibt es keine Volumenmodelle. Erst mit den günstigen und sicheren Feststoffakkus kommen ab 2030 erste Volumenmodelle.
M. meint
Schau mal in die Zulassungszahlen gewisser Modelle.
Vielleicht fällt dir was auf.
Aber vielleicht auch nicht…
Mary Schmitt meint
Das wollen sie alle. Interessanterweise läuft es darauf hinaus, dass klassische NCM-Technik nicht mehr weiterentwickelt wird. Also entweder Feststoff oder LFP/ LMFP.
EVrules meint
Dass NMC nicht weiterentwickelt wird stimmt doch hinten und vorne nicht. LMNO ist bspw. ein Konzept, Silizium-Anode ein weiteres, bipolare Auslegung ebenso – da ist noch ordentlich was zu holen.
Mäx meint
Das wurde im geladen Podcast thematisiert.
Ich könnte das grundsätzlich schon nachvollziehen.
Die Frage ist doch vor allem immer Preis-Leistung.
Man kann bestimmt noch NMC weiterentwickeln; aber lohnt es sich für den Entwicklungsschritt und wird die Zelle nicht zu teuer.
LFP macht erhebliche Fortschritte und ist sehr günstig.
Verständlich dass vor allem hier entwickelt wird.
Dazu evtl. die Perspektive der SSB, die den Markt der NMC Zellen kannibalisieren werden, weil vermutlich teurer als LFP aber ähnliches Niveau (perspektivisch) wie NMC mit erheblich besseren Werten.
M. meint
Ich glaube, man hat sich mittlerweile auch mit den Nachteilen der LFP (geringere Energiedichte/höheres Gewicht) abgefunden und wird über die Weiterentwicklung den Abstand zu NMC verringern, bis es kaum mehr relevant ist. Durch die (meistens, es gibt Ausnahmen) bessere Zyklenfestigkeit ist die Nutzung des gesamten Kapazität auch unproblematischer, was den Abstand im Alltag nochmals verringert.
EVrules meint
Wir dürfen nicht vergessen, dass nicht nur LFP im Preis sinkt, sondern auch NMC, d.h. den Preisvorteil bei steigender Energiedichte findet nicht nur an einer Stelle statt.
Ob LFP wirklich vorteilhafter für PKW ist, da bin ich selbst skeptisch, der eC3 zeigt unvorteilhafte Eigenschaften, beim M3 LFP war es auch so, auch wenn es sich wohl besserte. Wenn es unbedingt „billig“ sein muss, mag es ok sein, wenn es im Winter stabil funktionieren muss, braucht es auch hier mehr energietischen Aufwand und ob das dann attraktiv ist – für mich ist es fraglich.
Alterung bei LFP Zellen ist auch ein Thema, das durch regelmäßigeres 100% SOC-Laden aufgrund des flachen Spannungsverlaufs nötig ist, nicht verbessert wird. LFP ist keine „Superzelle“ es ist eine günstigere, schwerere, energieschwächere Zelle – die sich nur durch den Preis attraktiv hält.
Mäx meint
Wie gesagt, welcher Aufwand ist es NMC weiterzuentwickeln und welcher ist es bei LFP weiterzumachen.
LFP ist auch im stationären Markt zuhause, daher werden hier auf jeden Fall ganz andere Skaleneffekte tragend.
Wenn ich mit gleichem Budget die NMC Zelle 10% besser mache, aber 5% mehr kostet, ist das unter Umständen irrelevant, weil die 10% besser gar nicht gebraucht werden, aber 5% mehr kosten.
Wenn ich aber mit dem Budget die LFP Zelle um 10% verbessere bei 5% Mehrkosten, bin ich immer noch günstiger als eine NMC Zelle und bin dann fast (überspitzt) auf NMC Niveau von der Dichte her.
NMC wird ja von zwei Seiten her der Markt abgegraben.
LFP von unten in dem diese immer besser werden und trotzdem günstiger als NMC bleiben und von oben über sowas wie Solid State, was erheblich bessere Werte liefert zu perspektivisch gleichen Kosten (wenn man dem Marketing mal glauben will).
Ich könnte es verstehen, wenn man da nicht all zu viel Entwicklungsbudget reinsteckt.
Wenn man sich das letzte Event von CATL anguckt, waren die Innovationen:
. Freevoy Dual Power Battery > NMC mit LFP kombiniert > keine echte Weiterentwicklung der Chemien
. ShenXing > LFP Weiterentwicklung für z.B. kalte Temperaturen und 12C Laden
. Sodium Iron Battery
Also nichts wo NMC weiterentwickelt wurde.
M. meint
Ne, die NMC-LFP Kombi macht man ja eher, um Spitzenströme besser abbilden zu können. Aber bei einer 12C LFP-Zelle hat sich das sicher bald erledigt.
Sodium (oder wie wir sagen: Natrium… -> Salz) Batterien sehe ich schon in der Konkurrenz zu LFP, aber vor allem für Immobilien und Regelenergie. Da, wo es nicht um Energiedichte geht, denn da kann Natrium schon theoretisch niemals zu Lithium aufschließen – siehe Periodensystem. Aber ob ein 4 MWh Container jetzt 10 oder 13 t wiegt, das macht bestimmt keinen großen Unterschied. Ob er 2,5 Mio. oder 1,5 Mio. Euro kostet, dagegen schon.
Die Zahlen sind erfunden. Bevor einer fragt.
Lanzu meint
@Mäx
Beim CATL wurde noch noch von selbstformenden Anoden gesprochen u.a. in NMC-Zellen gesprochen. Ganz weg vom Fenster ist NMC auch CATL nicht.
Mäx meint
@M.
Genau, ich wollte ja genau das sagen, keine wirklich NMC Entwicklung.
Es kann ja gut sein, dass NMC im Detail für die Dual Batterie optimiert wurde, also auf den Einsatzzweck. Das weiß ich nicht genau.
Aber es ist auf jeden Fall keine bahnbrechende NMC Erneuerung, sondern nur eine andere Anwendung.
Stimmt, SIB sind Wettbewerbsprodukt zu LFP.
Gerade für den Riesenmarkt der stationären Lösungen.
Aber LFP ist aktuell zu billig um den Entwicklungssprung zu bewirken.
Man könnte also sagen:
SIB ersetzt LFP
LFP ersetzt NMC für Allerweltslösungen
SSB ersetzt NMC für High-Performance Anwendungen
So oder so fällt NMC da raus.
M. meint
Wollte da nur zustimmen und präzisieren, nicht widersprechen.
NMC gibt es im Modellbau bis 50C und darüber, von daher muss da nix neu erfunden werden.
Deiner Prognose würde ich weitgehend zustimmen, außer bei
„SSB ersetzt NMC“
SSB kann ja auch NMC sein. Muss nicht, aber kann. Es geht ja erstmal nur um das Elektrolyt. Und das wird noch Jahre dauern.
Was irgendwie gar nicht mehr Thema ist: Redox-Flow. Da hatte ich vor Jahren wirklich mal Hoffnung drauf, wegen der einfachen Kapazitäts-Skalierung, der praktisch unbegrenzten Lebensdauer, unbrennbar… aber da ist nicht mehr viel passiert. Schade. Geforscht wird zwar noch, aber…
Ich hatte vor Jahren mal 7500L Öltanks im Keller, da hätte man sowas hinbauen können, das hätte einem mit WP über den Winter gebracht. Aber der Platz ist nun anderwertig vergeben.
brainDotExe meint
Dass NMC oder sogar LFP (beide in abgewandelter Form) ggf. auch als Feststoffzelle umgesetzt werden könnten, ist dir bekannt?
Mary Schmitt meint
Exakt deshalb schrieb ich „klassische NCM-Technik“. LMNO ist keine NCM-Technik. Könnte man ja schon von der Abkürzung her drauf kommen. Dass man im Bereich der höchsten Leistungsstufe noch etwas optimieren wird – keine Frage. Aber im Mainstream wird NCM nicht mehr weiterentwickelt. Das liegt daran, dass China und seine Produzenten das Portfolio im Mainstream bestimmen. Ob man es mag oder nicht.
Donald meint
Tja, so ist es mit Theorie und Praxis.
Während du den Leuten hier erklärst, was in der Theorie richtig und falsch ist – Fluten die Asiaten ganz Europa mit ihren Akkus. Trotzt aufgeblasenen Backen gibt es bis heute nicht eine einzige Zelle, die Volkswagen oder seine Töchter oder sinnlos gesponserte Firmen produziert haben und in einem Auto umherfährt.
Okay, vielleicht ein paar Schlüsselknopfzellen von Varta.
Du bist einfach ein riesen Schaumschläger.
Das liefern, dann labern.
brainDotExe meint
Ja gut, jede Weiterentwicklung ist dann keine „klassische“ Chemie mehr.
Klassisches LFP würde dann auch nicht mehr weiterentwickelt, das wird mit LMFP geschehen.
EVrules meint
Mary Schmitt, LMNO ist sehr wohl eine NMC Technologie oder Weiterentwicklung, die eben Cobalt ersetzt – so einfach ist das.
Genauso wie NMC in vers. Zusammensetzungen zu 811 genutzt wird, wie bspw. 631. Silizium-Anoden-Technologie wird die Ladezeiten verbessern, wie auch die Energiedichte.
Es ist einfach vollkommen Falsch, dass es hierbei keine Weiterentwicklung gibt und alles nun abgeschlossen wäre.
Mary Schmitt meint
Du bist schlicht nicht informiert. Mal den „Geladen-Podcast“ hören.