Schnellere Ladung, höhere Reichweite, geringere Kosten: Neue Technologien für Auto-Batterien auf dem Sprung vom Labor auf die Straße

Lange Zeit waren Akkus nur das notwendige Übel, um elektronische Geräte zu betreiben. Dank der Umstellung von Verbrenner auf E-Autos ist jetzt die Entwicklung neuer Batterie-Technologien sexy geworden: Entwickler sind auf der Jagd nach dem Dreiklang von ultraschneller Ladezeit, hoher Reichweite und geringeren Produktionskosten.

Wahrscheinlich war es Elon Musk, der als erstes die Bedeutung der Batterieproduktion mit der Produktion von E-Autos gleichsetzte. Nicht zuletzt dank seiner “Giga-Factories” zur Akku-Produktion, verbunden mit der Entwicklung eigener Software, konnte sich Tesla die Marktführerschaft bei E-Autos sichern. Andere Hersteller mussten in der Aufholjagd dagegen bereits aus Zeitgründen zunächst auf Outsourcing bei Batterien und Software setzen.

Jetzt zeichnet sich ab, dass die Rieseninvestitionen in die Entwicklung neuer Batterie-Technologien auf dem Weg vom Labor auf die Straße sind, berichtet die New York Times in einer ausführlichen Reportage. Nach einem Jahrzehnt der Forschung nach neuen Materialien für Batterien errichtet QuantumScape, mit Unterstützung von Volkswagen, Bill Gates und weiterer Investoren, seine erste Produktionsstätte. “Pre Pilot” nennt sich das Werk in der Größe von vier Football-Feldern in San José in Kalifornien.

Geht alles nach Plan, sollen in diesem ersten Werk von QuantumScape ab 2024 hier hunderttausende neuartige Batteriezellen vom Band laufen. Die Hürden sind beachtlich: Was bisher Einzelanfertigungen in Labors waren, muss im industriellen Maßstab sicher gefertigt werden. Dann beginnt jedoch erst der Härtetest für die Praxistauglichkeit. Die “Solid State” Batterien, die anstelle von Flüssigkeit auf einen neuartigen Keramikstoff setzen, müssen ihr Versprechen einlösen, dass Volltanken in 10 Minuten erledigt ist. Von den Autoherstellern werden sie auf Sicherheit, Beständigkeit in Waschanlagen wie widrigen Straßenverhältnissen, Reichweite und Lebensdauer geprüft. Bis schließlich E-Autos mit Batterien von QuantumScape an die Kunden ausgeliefert werden, wird es noch etliche Jahre dauern.

Eine Reihe weiterer Startups sind in ähnlichen Stadien der Entwicklung, schreibt die NYT. Die Startups Sila, OneD und Group14 haben Batterien entwickelt, bei denen anstelle von Grafit Silizium verwendet wird. Silizium hat eine höhere Energiedichte als Grafit und soll so zu Batterien führen, die leichter und billiger sind und schneller geladen werden können. Bei der Entwicklung der richtigen Siliziummischung mussten die Entwicklung jedoch ein gravierendes Problem überwinden: Das Silizium schwillt auf sein dreifaches Volumen beim Aufladen.

Jetzt glauben die Startups, dieses Problem in den Griff bekommen zu haben und beginnen mit der Produktion von Vorserien in Werken im Bundesstaat Washington. Mercedes-Benz und Porsche wollen die Technologie bei einigen ihrer Modelle einsetzen. Noch weitere Startups wollen ebenfalls in nächster Zeit mit der industriellen Produktion beginnen. General Motors, Hyundai, Honda und der chinesische Hersteller Geely, dem Eigentümer von Volvo und dessen E-Marke Polestar, setzen dabei auf SES AI, dessen Technologie am Massachusetts Institute of Technology entwickelt wurde. Prototypen der SES-Batterien werden bereits in Shanghai produziert. Ford und BMW wiederum wollen laut NYT mit dem Batterieproduzenten Solid State in Colorado arbeiten. (spu)