Flüssig war gestern: Feststoffbatterien sollen der E-Mobilität zum Durchbruch verhelfen

10. Aug 2021 | Branche + Mehr

Die Feststoffbatterie soll der Elektromobilität endgültig zum Durchbruch verhelfen. Mit der Technologie könnten Elektroautos in Zukunft über deutlich höhere Reichweiten als heute verfügen. BMW plant mit ersten Prototypen „deutlich vor 2025“. Und ein französisch-kanadisches Unternehmen produziert aktuell bereits Feststoffbatterien.

In der Politik scheint die E-Mobilität bereits das Rennen um die Mobilitätstechnologie der Zukunft gewonnen zu haben. Bei vielen Autofahrern und nicht wenigen Experten bleiben Zweifel. Abgesehen von Umweltbilanzen stehen geringe Reichweiten und eine nach wie vor für den Massenmarkt fehlende Ladeinfrastruktur im Zentrum der Kritik. Einen großen Schritt nach vorn könnten Feststoffbatterien ermöglichen.

BMW, Ford und Co. wollen Feststoffbatterien serienreif machen

Davon ist man zum Beispiel bei BMW überzeugt. Zusammen mit Ford stiegen die Münchner bei einem Spezialisten für Feststoffbatterien ein: Gemeinsam mit dem US-Unternehmen Solid Power arbeiten die Automobilhersteller an der Marktreife. Solid Power plant, Anfang 2022 mit der Produktion von Pkw–tauglichen Batterien zu beginnen.

„BMW und Ford nehmen damit führende Positionen im Rennen um Elektrofahrzeuge ein, die von Feststoffbatterien angetrieben werden“, kommentierte Doug Campbell den Deal. Als CEO und Mitbegründer von Solid Power ist Campbell wohl alles andere als objektiv. Aber es spiegelt die Denke der beteiligten Unternehmen wider.

Erste Prototypen kommen „deutlich vor 2025“

Bis BMW und Ford mit der Technologie in Serie gehen, ist es noch ein langer Weg. Erste Prototypen sollen zwar „deutlich vor 2025“ auf die Straße kommen. Doch mit einer Serienfertigung rechnen sie in München nicht vor Ende des Jahrzehnts. Auch Volkswagen hat in die Technologie und einen weiteren Feststoffbatterie-Spezialisten investiert. Insgesamt über 300 Millionen US-Dollar sollen in das US-Unternehmen Quantumscape geflossen sein.

Warum Unternehmen solch hohe Summen investieren, ist klar. Bei BMW geht man langfristig von stark steigenden Energiedichten „um mindestens einen mittleren zweistelligen Prozentbereich“ aus. Bedeutet: E-Autos mit Feststoffbatterie an Bord werden über deutlich höhere Reichweiten als aktuell erhältliche verfügen.

Doch wie ist das möglich? Anders als bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus bestehen beide Elektroden (Anode und Kathode) und der Elektrolyt aus festem Material. Warum das von Vorteil ist, erklärt Maximilian Fichtner, Professor für Festkörperchemie an der Universität Ulm und stellvertretender Direktor des Helmholtz-Instituts Ulm für Elektrochemische Energiespeicherung, gegenüber auto-motor-und-sport.de: „Der feste Elektrolyt ist eigentlich ein Hilfsmittel. Er soll die Struktur aus Graphit auf der Minuspolseite überflüssig machen, man könnte sie dann durch reines Lithium ersetzen.“ Der Vorteil: „Die Speicherkapazität von reinem Lithium beträgt (…) 2860 mAh/g. In aktuellen Anoden, in denen Graphit das Lithium speichert, kommt man nur auf 370 mAh/g. Das heißt, wir verlieren im Augenblick quasi aus Sicherheitsgründen auf der Minuspolseite den Faktor 8.“

Neben einer höheren Speicherkapazität bzw. Energiedichte kommt als zusätzlicher Vorteil eine höhere Sicherheit hinzu. Schließlich sind flüssige Elektrolyte mit organischen Bestandteilen brandgefährlich. Zudem sollen Feststoffbatterien generell unempfindlicher sein, besser mit höheren Temperaturen klar kommen und sich einfacher produzieren lassen.

Der Wettbewerb scheint weiter zu sein

Wie sind die Ambitionen von BMW, VW und Co. einzuschätzen? Das E-Auto ET7 der chinesischen Elektromarke Nio etwa soll dank Feststoffbatterie bis zu 1.000 Kilometer weit fahren können und bereits 2022 auf den Markt kommen. Das wäre eine Kampfansage. Und auch das französische-kanadische Unternehmen Blue Solutions soll bereits weiter sein als Unternehmen. Laut dem Portal Electrive habe Blue Solutions schon vor Jahren Batterien mit festem Elektrolyt entwickelt und bereits kommerzialisiert. Prominentester Abnehmer sei Daimler, der seinen E-Bus mit Feststoffbatterien des Unternehmens anbietet.

Das Rennen um die Mobilitätstechnologie der Zukunft – es bleibt weiter spannend.