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Feststoff-Akkus, Festkörperbatterie, Sicherheit, Energiedichte, Reichweite, Kompaktheit, schnelle Ladezeiten, lange Lebensdauer.

Bei vielen neuen Entwicklungen in der E-Mobilität und Akkutechnik geht es um Feststoff- oder Semi-Feststoffakkus.

Feststoff-Akkus, Festkörperbatterie, Sicherheit, Energiedichte, Reichweite, Kompaktheit, schnelle Ladezeiten, lange Lebensdauer.

1.12.2025

MG will offenbar Kompaktstromer MG2 nachschieben

Feststoff- und Semi-Feststoffakkus.

Bei den neuesten Entwicklungen in der E-Mobilität und Akkutechnik geht es um Feststoff- oder Semi-Feststoffakkus. Die Markteinführung des ersten Massenfahrzeugs mit Semi-Feststoffakku vom chinesischen Hersteller MG war in den Medien ein grosses Thema, wobei vermutet wird, dass diese Technologie eher der Kostenreduktion dient als der Reichweitenrevolution. 


I. Der Status Quo und die Entwicklung von Feststoffakkus (Festkörperbatterien), 2025.

Weshalb sind Feststoffakkus der "heilige Gral" der Batterietechnik und wie sollen die Reichweiten von E-Autos stark gesteigert werden?

Es ist absolut verständlich, warum Feststoffakkus (Festkörperbatterien) in der Branche so grosse Hoffnungen wecken. Die Quellen bestätigen, dass diese Technologie seit Jahren als „der heilige Gral der Batterietechnik“ gilt.

I. Die Bedeutung der Feststoffakkus als „Heiliger Gral“.

Festkörperbatterien gelten als die langfristige Zukunft der Mobilität, weil sie fundamentale Schwächen der heutigen Lithium-Ionen-Akkus beheben und gleichzeitig deren Leistungsgrenzen verschieben können.

1. Potenzial für enorme Leistungssteigerung.

Der Hauptvorteil von Feststoffakkus ist die wesentlich höhere Energiedichte:

  • Reichweite und Kapazität: Eine höhere Energiedichte bedeutet, dass Akkus viel mehr Kapazität und damit hohe Reichweiten ermöglichen. Dies würde es erlauben, in kleinen Autos grosse Reichweiten zu erzielen oder in grossen Autos alle bisherigen Vorteile der Verbrenner-Ära komplett wettzumachen.
  • Kompaktheit und Gewicht: Durch den Einsatz von Festelektrolyten können Batterien leichter und kompakter gebaut werden. Sie können mehr Energie auf gleichem Raum speichern.
  • Ladeleistung und Lebensdauer: Feststoffbatterien zeichnen sich zudem durch schnellere Ladezeiten und eine längere Lebensdauer aus.
2. Höhere Sicherheit.

Ein entscheidender Grund für den Status als "Heiliger Gral" ist die signifikante Verbesserung der Sicherheit.

  • Nicht brennbarer Elektrolyt: Statt eines brennbaren flüssigen Elektrolyten kommt bei Feststoffakkus eine nicht brennbare Keramikstruktur zum Einsatz.
  • Verhinderung des Thermal Runaway: Dadurch wird das Risiko eines Brandes nach einem Unfall stark verringert. Bei aktuellen Lithium-Ionen-Akkus führen Kurzschlüsse oder Unfälle häufig zu gefährlichen Kettenreaktionen (dem sogenannten Thermal Runaway), was bei Feststoffakkus weitgehend verhindert werden soll, wodurch das Sicherheitsniveau deutlich erhöht würde.

II. Wie die Reichweite durch Feststoffakkus gesteigert werden soll.

Die Steigerung der Reichweite erfolgt primär über die signifikant erhöhte Energiedichte, die durch neue Materialkombinationen und Konstruktionsmerkmale ermöglicht wird.

1. Technologische Hebel.

Die hohe Dichte wird durch den Wegfall des flüssigen Elektrolyten und die Nutzung dichterer Anodenmaterialien erreicht:

  • Wegfall von Graphit: Da ein fester Elektrolyt verwendet wird, kann auf das bisher nötige Graphit an der Anode verzichtet werden. Dies macht die Konstruktion schlanker und benötigt weniger Platz.
  • Prototypen-Leistung: Erste Prototypen zeigen bereits beeindruckende Werte, die auf Reichweiten von über 1.000 km hindeuten:
    • Der chinesische Autohersteller Chery stellte einen Prototyp mit einer Zellenergiedichte von 600 Wh/kg vor.
    • Elektroautos mit dieser Technologie könnten theoretisch mit einer einzigen Ladung mehr als 1.500 km weit fahren; die geschätzte tatsächliche Reichweite liegt bei 1.300 km.
    • Sunwoda präsentierte einen seriennahen Feststoffakku mit 400 Wh/kg.
    • Chinesische Forscher prognostizieren, dass neue Entwicklungen es ermöglichen könnten, dass ein nur 100 kg leichtes Batteriepaket eine Reichweite von über 1.000 km liefern kann.
    • Der VW-Partner QuantumScape lieferte Zellen (QSE-5) mit einer Energiedichte von über 301 Wh/kg aus, die in nur zwölf Minuten von 10 auf 80 Prozent geladen werden können.
2. Lösung der Materialprobleme (Stabilität).

Um die hohe Dichte stabil zu halten, arbeiten Forscher an der Grenzfläche zwischen Elektrode und festem Elektrolyten:

  • Stabile Grenzflächen: Herkömmliche sulfidbasierte Festelektrolyte sind hart und spröde wie Keramik, was im Zusammenspiel mit weichen Lithium-Metall-Anoden zu einer ungleichmässigen Grenzfläche führen kann. Dies beeinträchtigt die Effizienz und Lebensdauer.
  • Einsatz von Iodidionen: Chinesische Forscher haben Iodidionen in den Festelektrolyten eingefügt. Diese wandern während des Betriebs zur Elektrodenoberfläche und schliessen dort Mikrorisse und Poren automatisch, wodurch der Kontakt stabilisiert wird. Diese Technologie könnte die Energiedichte auf mehr als 500 Wh/kg steigern.
  • IEE-System (In-Situ-Interlocking-Electrode-Electrolyte-System): Südkoreanische Forscher entwickelten ein System, das kovalente chemische Bindungen zwischen der Elektrode und dem festen Elektrolyten bildet, um auch unter mechanischer Belastung stabil zu bleiben. Dies führte im Labortest zu einer gravimetrischen Energiedichte von 403,7 Wh/kg.

III. Weitere Technologien zur Reichweitensteigerung (Jenseits von Feststoff).

Neben der Forschung an Feststoffakkus arbeiten Hersteller auch an der Verbesserung anderer Aspekte, um die Reichweite von E-Autos zu maximieren:

1. Plattform-Effizienz (Lucid Air).

Der US-Hersteller Lucid demonstrierte, wie Effizienz zu Reichweitenrekorden führt:

  • Rekordreichweite: Ein Lucid Air Grand Touring erreichte eine reale Reichweite von 1205 Kilometern.
  • Effiziente Plattform: Dieser Erfolg basiert auf einer intern entwickelten Aluminium-Skateboard-Plattform, die Elektromotoren mit sehr hoher Leistungsdichte nutzt. Beispielsweise erreichen Stator und Rotor des E-Motors zusammen 668 PS bei nur 30 kg Gewicht.
  • Aerodynamik: Die Plattform ist sogar auf der Unterseite gebogen, um die Aerodynamik zu verbessern und dadurch die Effizienz und Reichweite zu erhöhen.
2. Fortschrittliche Anodenmaterialien (Silizium).

Die Verwendung neuer Anodenmaterialien verspricht ebenfalls erhebliche Reichweitengewinne:

  • Silizium-Potenzial: Silizium gilt als vielversprechendes Anodenmaterial der nächsten Generation, da es fast zehnmal mehr Lithium-Ionen speichern kann als Graphit und somit die Reichweite von E-Autos vervielfachen könnte. Die Herausforderung ist jedoch, dass Silizium während des Ladens und Entladens dramatisch auf das Dreifache seiner Grösse anschwellen und sich wieder zusammenziehen kann.
3. Lithium-Schwefel-Akkus.

Auch die Forschung an Lithium-Schwefel-Akkus (Li-S) zeigt ein extremes theoretisches Potenzial zur Reichweitensteigerung:

  • Theoretische Dichte: Li-S-Akkus besitzen eine theoretische Energiedichte von mehr als 2.600 Wh/kg, wodurch sie etwa 8-mal so viel Energie speichern können wie herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Dies würde bedeuten, dass wesentlich weniger Batterien in Fahrzeugen verbaut werden müssten, um dieselbe Reichweite zu erzielen. Obwohl die besten Prototypen bisher nur über 500 Wh/kg erreichen, zeigt die Technologie das Potenzial zur Verdoppelung der Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien.

Der Feststoffakku ist somit der "heilige Gral", weil er die aktuell verfügbare Technologie (Lithium-Ionen) in Bezug auf Energiedichte, Sicherheit, Ladezeit und Lebensdauer fundamental übertrifft und damit die Tür zu E-Auto-Reichweiten öffnet, die denen von Verbrennungsmotoren nicht nur gleichkommen, sondern sie potenziell übertreffen.

Man könnte die Feststoffbatterie als das "Super-Upgrade" für das E-Auto betrachten: Während effizientere Motoren und aerodynamische Karosserien (wie bei Lucid) das Auto sparsamer machen (als würde man einen besseren Fahrer haben), ersetzt die Feststoffbatterie den gesamten Tank und Motor durch ein wesentlich leichteres und leistungsfähigeres System, das mehr Energie pro Kilogramm speichert und somit eine grundlegende Verschiebung der Möglichkeiten darstellt.

Feststoffakkus aktuell.


1. Vorteile der Feststoffakkus.

Hohe Energiedichte und Reichweite: Sie ermöglichen eine wesentlich höhere Energiedichte, was grosse Reichweiten in kleinen Autos oder die Gleichstellung grosser Autos mit den Vorteilen der Verbrenner-Ära erlauben würde. Das Potenzial zur Steigerung der Reichweite ist enorm.

  • Sicherheit: Durch den Einsatz einer nicht brennbaren Keramikstruktur anstelle eines brennbaren flüssigen Elektrolyten wird die Sicherheit erhöht und das Risiko eines "Thermal Runaway" stark verringert.
  • Kompaktheit und Geschwindigkeit: Feststoffbatterien ermöglichen kompaktere Zellgrössen, mehr Leistung, schnellere Ladezeiten und eine längere Lebensdauer.

2. Erste Markteinführungen von Semi-Feststoff-Akkus (China 2025).

MG (SAIC): MG bringt das erste massenproduzierte E-Auto mit Semi-Feststoffakku noch 2025 auf den Markt, den MG4. Dies ist bemerkenswert, da es sich um ein Kompaktfahrzeug und nicht um ein teures Premium-Fahrzeug handelt.

  • Semi-Feststoff-Definition: Es handelt sich um einen Semi-Feststoffakku, dessen Elektrolyt grösstenteils fest ist, aber noch 5 Prozent flüssige Bestandteile enthält.
  • Performance des MG4: Die spezifische Energie soll bei 180 Wh/kg liegen (obere Mittelklasse). Die Reichweite nach chinesischem Testzyklus beträgt 537 km.
  • Die Rolle der Mangan-Chemie: Der Akku verwendet eine neue, manganreiche Kathodenchemie (vermutlich Lithium-Mangan-Oxid, LMO) anstelle von LFP oder NMC. Mangan-reiche Chemien sind besonders billig. Es wird vermutet, dass der Feststoffelektrolyt primär zur Stabilisierung dieser Mangan-reichen Materialien dient (da Mangan in flüssigen Elektrolyten instabil ist), was eher eine Kostenrevolution als eine Reichweitenrevolution darstellen könnte.
  • Nio: Nio hat bereits letztes Jahr einen Semi-Feststoffakku mit 150 kWh auf den Markt gebracht, der im ET7 über 1000 km Reichweite schafft. Dieser Akku wird in China jedoch nur als Tauschakku zur Miete angeboten und ist extrem teuer (so viel wie ein Kleinwagen in Europa).


MG4 - Elektroauto-Innovation.

8.9.2025.

MG4 - Elektroauto-Innovation mit Halbfeststoff-Akkus (Semi-Solid-State), hohe Energiedichte, Sicherheit, Leistung. Bei -7 °C Kälte bis zu 13,8 % mehr Reichweite als herkömmliche Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP).

MG4 - Elektroauto-Innovation.


3. Aktuelle Entwicklungsfortschritte weltweit.

Ein regelrechtes Wettrennen um die Serienproduktion des Feststoffakkus läuft.

China (Forschung und Prototypen):
  • Chery: Stellte einen Prototyp mit einer Zellenergiedichte von 600 Wh/kg vor. Angestrebt wird eine Markteinführung 2027 nach Pilotbetrieb 2026. Chery verwendet ein in-situ polymerisiertes Festelektrolytsystem mit einem lithiumreichen Mangan-Kathodenmaterial.
  • Sunwoda: Präsentierte den seriennahen Feststoffakku „Xin Bixiao” mit Polymer-Elektrolyt, 400 Wh/kg und 1.200 Zyklen. Eine Pilotproduktionslinie (200 Megawatt) soll Ende des Jahres in Betrieb gehen.
  • Chinesische Grundlagenforschung: Neuere Entwicklungen könnten ein 100 kg leichtes Batteriepaket ermöglichen, das über 1.000 km Reichweite liefert. Lösungsansätze für die Herausforderung der "Fest–Fest-Grenzfläche" umfassen:

        1. Iodionen als Vermittler: Diese wandern zur Grenzfläche zwischen der Lithium-Metall-Anode und dem Festelektrolyten, um mikroskopische Lücken zu füllen und den Kontakt zu stabilisieren, wodurch die Notwendigkeit externen Drucks entfällt. Dies könnte die Energiedichte auf über 500 Wh/kg steigern.

        2. Polymergerüst: Erhöht die mechanische Flexibilität und überstand 20.000 Biegezyklen.

        3. Fluorierte Polyether: Verstärken den Elektrolyten und bilden eine stabile Schicht, die elektrische Durchbrüche verhindert und die Sicherheit erhöht (bestand Hitzetests bei 120 °C).

Japan (Toyota und Nissan):
  • Toyota: Strebt an, ab 2027 das weltweit erste Elektroauto mit einem vollwertigen Feststoffakku auf den Markt zu bringen. Arbeitet mit Sumitomo Metal Mining Co. an den notwendigen Kathodenmaterialien.
  • Nissan: Meldete einen „Meilenstein“, da Prototypzellen die Leistungsziele für die Massenproduktion erfüllen. Nissan nutzt die lösungsmittelfreie „Activated Dry Electrode“-Technologie, um Herstellungskosten zu senken. Zielkosten liegen bei 75 USD pro Kilowattstunde (30 Prozent unter dem Durchschnittspreis von 2024), mit Serienfertigung ab 2028.
Deutschland/USA (VW/QuantumScape):

QuantumScape: VW-Partner forscht am Feststoffakku. Das Unternehmen konnte bereits B1-Muster seiner fortschrittlichsten Zelle (QSE-5) ausliefern. Diese Zelle nutzt einen keramischen Separator, hergestellt mittels des „Cobra“-Produktionsverfahrens, zur Skalierbarkeit.

  • Performance: Die Zellen erreichen über 301 Wh/kg und können in zwölf Minuten von 10 auf 80 Prozent geladen werden. VW plant, die Technologie langfristig (vielleicht bis 2030) in Premium-Modellen einzusetzen.

Die Northvolt-Übernahme durch Lyten und die Herausforderungen der Lithium-Schwefel-Akkus

Dieser Themenkomplex befasst sich mit dem Schicksal des europäischen Batterie-Hoffnungsträgers Northvolt und den Plänen des US-Startups Lyten, das auf die noch unreife Lithium-Schwefel-Technologie setzt.

1. Northvolt und die Übernahme durch Lyten.

Northvolt als Hoffnungsträger: Northvolt galt als der Hoffnungsträger für die europäische Batteriezellproduktion.

  • Insolvenz und Standort: Das Unternehmen musste jedoch Ende 2024 Insolvenz anmelden. Dies war besonders ernüchternd für die schleswig-holsteinische Stadt Heide, wo eine deutsche Northvolt-Fabrik entstehen sollte, die 3.000 direkte Arbeitsstellen schaffen sollte.
  • Lyten als Käufer: Das US-Unternehmen Lyten wird die Northvolt-Fabriken in Deutschland, Schweden und Polen sowie die dazugehörigen Patente kaufen bzw. weiter aufbauen.
  • Kaufdetails und Skepsis: Lyten ist ein kleines Batterie-Startup mit etwa 250 bis 300 Mitarbeitern. Die Northvolt-Vermögenswerte hatten einen Wert von etwa 5 Milliarden Euro, Lyten soll jedoch nur einen Bruchteil davon gezahlt haben. Da Lyten aus den USA stammt, wird die Übernahme für die europäische Batterie-Ambition eher als Teilerfolg oder Enttäuschung gewertet.
2. Technologie und strategische Zweifel an Lyten
  • Fokus auf Lithium-Schwefel (Li-S): Lyten ist bekannt für die Entwicklung von Lithium-Schwefel-Akkus, die potenziell günstiger und energiedichter sind. Li-S-Akkus haben eine theoretische Energiedichte von mehr als 2.600 Wh/kg und könnten damit etwa 8-mal mehr Energie speichern als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Die besten Prototypen erreichen aber nur über 500 Wh/kg, und kommerzielle Zellen liegen bei etwa 350 Wh/kg.
  • Herausforderungen der Li-S-Chemie: Die Technologie gilt als wenig marktreif und ist noch Jahre bis Jahrzehnte von der Kommerzialisierung entfernt. Fundamentale Probleme umfassen eine geringe Lebensdauer, hohe Selbstentladung und die geringe elektrische Leitfähigkeit von Schwefel, was viele gewichtserhöhende Additive nötig macht.
  • Lytens Lösungsansatz: Lyten behauptet, diese Probleme gelöst zu haben, indem sie den Schwefel mit dem leitfähigen Kohlenstoff-Material Graphen beschichten.
  • Zweifel an der Performance: Präsentationsfolien von Lyten von Ende 2023 zeigten keine besonders gute Leistung oder Lebensdauer der frühen Schwefel-Zellen. Obwohl Lyten hohe Zellkapazitäten betont, führt die niedrige Zellspannung nicht zur versprochenen hohen Energiedichte.
  • Strategische Ungereimtheiten: Kurz nach dem Northvolt-Kauf feuerte Lyten rund 15 % seines Personals (45 Personen), darunter Teile des Lithium-Schwefel-Teams und die prominente Chefin. Branchenexperten vermuten, dass Lyten nun primär klassische Lithium-Ionen-Batterien mit NMC-Chemie bauen wird, da sie günstig an Produktionsanlagen gelangt sind. Lyten-Manager betonen jedoch weiterhin, an Li-S festzuhalten.
  • Wiederholung von Northvolt-Fehlern: Lyten fehlt Erfahrung im Betrieb von Gigafabriken. Northvolt scheiterte daran, direkt zu viele Fabriken bauen und operieren zu wollen. Lyten macht augenscheinlich genau dasselbe, was Anlass zu Pessimismus gibt, ob sie aus Northvolts Fehlern gelernt haben.

 

Der Reichweitenrekord von Lucid und Effizienztechnologie.

Der US-amerikanische Hersteller Lucid vermeldete einen neuen Reichweitenrekord, der durch eine Kombination aus Akku-Technologie und extrem effizienter Plattform erreicht wurde.

  • Reichweitenrekord: Ein Lucid Air Grand Touring erreichte eine reale Reichweite von 1205 Kilometern.
  • Geografische Unterstützung: Die Rekordfahrt von St. Moritz (1.822 m Höhe) nach München (520 m Höhe) war begünstigt, da die Route bergab verlief und dadurch eine ordentliche Rekuperation oder verbrauchsneutrale Fahrt ermöglichte.
  • Verbrauch: Der Stromverbrauch lag dabei bei niedrigen 9,71 kWh pro 100 km bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 59 km/h.
  • Akku-Technologie: Der Akku wurde in Zusammenarbeit mit Samsung entwickelt und nutzt Samsungs 50G Rundzellen (Format 21700) mit NCA-Chemie (Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Oxid). Die Kapazität beträgt 117 kWh. Die Energiedichte von 720 Wh/L spielt in der Oberklasse mit.
  • Skateboard-Plattform: Lucid unterscheidet sich durch seine intern entwickelte Skateboard-Plattform aus Aluminium. Die Plattform nutzt E-Motoren mit sehr hoher Leistungsdichte (bis zu 21.3 PS pro kg für Stator und Rotor, 668 PS bei 30 kg Gewicht), wodurch mehr Platz für Akkuzellen geschaffen wird. Die Plattform ist zur Verbesserung der Aerodynamik auf der Unterseite gebogen und dient als tragendes Strukturbauteil.

Sensationeller Reichweitenrekord.

11.7.2025.

Sensationeller Reichweitenrekord: Lucid Air Grand Touring fährt 1.205 km mit einer einzigen Ladung! Leistung 831 PS (611 kW), max. 270 km/h, 0-100 km/h in 3,2 Sekunden, Energieverbrauch 13,5 kWh/100 km.

Sensationeller Reichweitenrekord.



Universal: Deutsche Batteriezellproduktion im Nischensegment.

Die deutsche Firma Universal verfolgt eine andere Strategie als gescheiterte Grossprojekte und konzentriert sich auf Nischenmärkte und innovative Prozesse in Norddeutschland.

1. Strategie und Geschäftsmodell.
  • Fokus auf Nischen: Universal bedient nicht den Massenautomobilmarkt, sondern das Premiumsegment und Spezialanwendungen, wie Luftfahrt, Medizin, Logistik, E-Bikes und Power Tools, wo höhere Margen erzielt werden können.
  • Organisches Wachstum: Das Unternehmen wählte einen organischen Wachstumsansatz und begann mit der Elektrodenfertigung, da dieser kleinere Schritt schneller profitabel wird und weniger Kapital "verbrennt".
  • Wertschöpfungskette: Universal deckt die Wertschöpfungskette von den Aktivmaterial-Pulvern bis zur fertigen Zelle ab und produziert Pouch- und Rundzellen (21700er Format).
2. Technologie und Innovation.

Branchenführende Energiedichte: Universal wirbt mit einer branchenführenden gravimetrischen Energiedichte ihrer zylindrischen Zellen von 355 Wattstunden pro Kilogramm auf Zellebene.

  • Zell-Performance: Die High Energy Zelle basiert auf High Nickel NMC mit Silizium auf der Anodenseite. Sie zeichnet sich durch über 1000 Vollzyklen und sehr schnelles Laden (bis zu 4C, 15 Minuten) sowie Entladen (bis zu 6C, 10 Minuten) aus.
  • Tabless Design und Gehäuse: Die hohe Leistung wird durch ein Tabless Design erreicht, das den Innenwiderstand und die Erwärmung der Zelle reduziert. Zudem nutzt Universal ein patentiertes Aluminiumgehäuse, das die Zellen leichter macht.
  • Prozessinnovation: Trockenbeschichtung: Universal setzt im Pilotmassstab auf die Trockenbeschichtung (Verzicht auf Lösemittel in der Elektrodenfertigung). Dies führt zu deutlichen Einsparungen bei operativen Kosten, Energie, Investitionen und Platzbedarf, da die riesigen Trockenstrecken entfallen. Die Anlagen für die Trockenbeschichtung wurden inhouse entwickelt und gebaut, um Innovationen zu schützen.
3. Expansion und Zukunftsmärkte.

Kapazitätsausbau: Universal baut die Kapazität der Rundzellenproduktion (21700er) stufenweise aus: von aktuell 400 Stück pro Tag (Pilotlinie) auf ein Ziel von 60.000 Stück pro Tag im nächsten Jahr, mit einem finalen Ziel von 300.000 Zellen pro Tag bis 2027/2028.

  • Standorte: Die Produktion wird am Hauptstandort Flintbek und in Kiel aufgebaut, wobei in Kiel eine alte Druckerei umgerüstet wird, um deren grosse Stromanschlüsse zu nutzen ("von der Zeitung zur Zelle").
  • Potenzialmärkte: Die Märkte für Spezialzellen sind riesig (weltweites Volumen von etwa 36 Milliarden). Grosses Potenzial sehen sie in der Luft- und Raumfahrt (wegen der hohen Energiedichte und C-Raten), der Medizintechnik (hohe Sicherheits- und Qualitätsanforderungen) sowie der Robotik.

Grundlagenforschung und neue Anodenmaterialien.

Die Forschung konzentriert sich darauf, die Lebensdauer und Energiedichte durch neue Materialkombinationen zu erhöhen.

  • Silizium-Anoden-Herausforderung: Silizium wäre ein vielversprechendes Anodenmaterial der nächsten Generation, da es fast zehnmal mehr Lithium-Ionen speichern kann als Graphit. Allerdings dehnt sich Silizium während des Lade- und Entladevorgangs dramatisch aus und zieht sich wieder zusammen (auf das Dreifache der Grösse), was zu mechanischen Brüchen führt und die Lebensdauer stark verkürzt.
  • In-Situ-Interlocking-Electrode-Electrolyte-System (IEE): Südkoreanische Forscher (POSTECH) entwickelten ein System, das kovalente chemische Bindungen zwischen der Elektrode und dem festen Elektrolyten bildet, um auch unter mechanischer Belastung stabil zu bleiben.
  • IEE-Ergebnisse: Dieses Design führte im Labortest zu einer gravimetrischen Energiedichte von 403,7 Wh/kg und einer volumetrischen Dichte von 1300 Wh/L. Dies entspricht einer über 60 Prozent höheren gravimetrischen und fast doppelt so hohen volumetrischen Energiedichte im Vergleich zu typischen handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterien. Obwohl diese Ergebnisse beeindruckend sind, muss die IEE-Struktur noch im industriellen Massstab skalierbar gemacht werden, was technisch anspruchsvoll und teuer werden könnte.

 

Fazit.

Wir sehen also, dass die Batterieentwicklung an mehreren Fronten gleichzeitig vorangetrieben wird: von den ersten kommerziellen Schritten bei Semi-Feststoff-Akkus in China über die Forschung an hochdichten Materialien wie Lithium-Schwefel und Silizium bis hin zur Optimierung der Produktionsprozesse durch Trockenbeschichtung, wie sie das deutsche Unternehmen Universal nutzt. Es ist eine Zeit intensiven Wandels, in der das Aufbauen von Batterie-Expertise in Deutschland als essentiell angesehen wird, um international mithalten zu können.

Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.



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