Ein Manager enthüllt: Die meisten Unternehmen haben Schwierigkeiten mit Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge.
Die wichtigsten Dinge, die Sie wissen müssen
- Festkörperbatterien stehen bei der Massenproduktion vor erheblichen Herausforderungen, was ihren kommerziellen Einsatz in Elektrofahrzeugen verzögert. Es wird erwartet, dass sie erst in etwa zehn Jahren in Spezialanwendungen wie Smartphones und Drohnen zum Einsatz kommen werden.
- LG Energy Solutions konzentriert sich auf die Entwicklung von manganreichen Lithium-Ionen-Batterien (LMR), um die Abhängigkeit von Nickel und Kobalt zu verringern. Diese Batterien werden ab 2028 Lkw und große SUVs von General Motors mit einer Reichweite von über 400 Meilen antreiben.
- Chinesische Unternehmen wie BYD und CATL verfolgen einen ehrgeizigeren Zeitplan für Festkörperbatterien und peilen Pilotprogramme bis 2027 an, während andere Unternehmen auf Natriumionenbatterien für Energiespeichersysteme setzen. General Motors plant, diese bis zum Ende des Jahrzehnts einzusetzen.
Der südkoreanische Batteriegigant LG Energy Solution erklärte letzte Woche bei einem Mediengespräch mit Journalisten in seinem neuen Batteriewerk in Lansing, Michigan, dass Festkörperbatterien wahrscheinlich zunächst in Anwendungen außerhalb des Automobilbereichs breiter kommerziell eingesetzt werden, bevor sie in Elektrofahrzeugen weit verbreitet Anwendung finden.
Sie sind es wahrscheinlich leid, immer wieder von Elektrofahrzeugen mit Festkörperbatterien zu lesen, die angeblich kurz vor dem Marktstart stehen, es aber nie schaffen. Doch all die Investitionen und Forschungsarbeiten, die von Startups und etablierten Unternehmen in diese Technologie gesteckt werden, sind real. Batterieforscher sind überzeugt, dass Festkörperzellen eine deutlich größere Reichweite ermöglichen, die thermischen Eigenschaften der Zellen verbessern und so Brandgefahren eliminieren sowie extrem schnelles Laden gewährleisten könnten.
LGES bekräftigte jedoch seine Bedenken hinsichtlich der Massenproduktion und merkte an, dass in diesem Bereich noch keine Fortschritte erzielt wurden. Robert Lee, Präsident von LGES Nordamerika, erklärte: „Das Problem bei Festkörperzellen ist die Massenproduktion.“ Er fügte hinzu: „Sie weisen eine sehr hohe Energiedichte auf. Bei kleinen Bauformen sollte die Massenproduktion daher möglich sein. Bei sehr großen Bauformen stoßen die meisten Unternehmen jedoch auf Schwierigkeiten.“
Lee glaubt nicht, dass Elektrofahrzeuge die erste Massenanwendung für Festkörperbatterien sein werden. Er fügte hinzu: „Man wird sie wahrscheinlich ein Jahrzehnt vor Elektroautos in Smartphones sehen.“ Weiter sagte er: „Ich erwarte zunächst Nischenanwendungen, bevor wir sie für Elektrofahrzeuge oder gar Energiespeichersysteme (ESS) als geeignet betrachten können.“
Diese Spezialanwendungen könnten Smartphones, Drohnen und zunächst auch leistungsstarke Elektrofahrzeuge umfassen . Mercedes-Benz erreichte letztes Jahr mit seiner Konzeptlimousine EQS, angetrieben von einer halbfesten Batterie des US-amerikanischen Startups Factorial Energy, eine Reichweite von fast 750 Kilometern mit einer einzigen Ladung. Auch BMW verbaute in seinem Konzeptfahrzeug i7 eine Festkörperbatterie des in Colorado ansässigen Startups Solid Power. Stellantis testet derzeit einen halbfesten Akku im Dodge Charger Daytona EV. Wir erleben gerade, wie die Plus- und Plus-Versionen dieser Batterien den Sprung vom Labor in die Praxis schaffen.
In China scheinen Zeitplan und Tempo der Festkörperbatterieentwicklung noch ambitionierter und dynamischer zu sein. BYD, CATL, Geely und einige andere Unternehmen wetteifern darum, Pilotprojekte im Jahr 2027 zu starten, mit dem Ziel, bis zum Ende des Jahrzehnts einen breiteren Einsatz zu erreichen.
LGES erklärte jedoch, dass die Weiterentwicklungen bei den aktuellen Lithium-Ionen-Akkus auch weiterhin Fortschritte bei der Reichweite und der Ladeleistung von Elektrofahrzeugen vorantreiben werden.
Das Unternehmen arbeitet mit General Motors an der Entwicklung von Lithium-Mangan-angereicherten (LMR) Batterien. Diese Zellen benötigen deutlich weniger Nickel und Kobalt – zwei teure und umweltschädliche Metalle – und setzen stattdessen verstärkt auf Mangan, das in den USA verarbeitet werden kann. General Motors hat angekündigt, dass LMR-Batterien ab 2028 die Pickups und großen SUVs des Unternehmens antreiben und eine Reichweite von über 400 Kilometern zu Kosten ermöglichen werden, die mit denen der günstigeren LFP-Batterien vergleichbar sind.
Der koreanische Batteriehersteller arbeitet außerdem an anderen Technologien der nächsten Generation, darunter fortschrittlichere Lithium-Ionen-Batterien und Natrium-Ionen-Zellen.
Das Unternehmen bereitet die Produktion neuer Lithium-Ionen-Zellen der Serie 46 für Elektrofahrzeuge in seinem geplanten Megawerk in Arizona vor. LGES erklärte, dass diese größeren Zellen besser für Elektrofahrzeuge der nächsten Generation mit strukturell integrierten Akkupacks geeignet seien. Weitere Entwicklungen könnten zudem Ladezeiten von nur 10 Minuten ermöglichen und die Sicherheit der Akkupacks verbessern.
„Wir wollen einfach, dass all diese Optionen zur Verfügung stehen“, sagte Devon Wilson, Vizepräsident für Vertrieb und Marketing bei LGES Vertech. „Wir erforschen weiterhin andere Chemikalien, und Natriumionen sind eine vielversprechende Option für uns“, fügte er hinzu und merkte an, dass das Unternehmen ein Pilotprogramm für Natriumionenbatterien für Energiespeichersysteme entwickelt.
Der chinesische Batteriegigant CATL ist bei der Kommerzialisierung von Natrium-Ionen-Batterien führend, aber die Vereinigten Staaten holen auf. General Motors hat ebenfalls Pläne angekündigt, bis zum Ende des Jahrzehnts Natrium-Ionen-Batterien für Energiespeichersysteme (ESS) einzusetzen.
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