Reichweiten-Revolution

Eine der größten Herausforderungen für Elektroautos ist die Reichweite. Die neue ETOP-Technologie von 24M Technologies könnte sie nun um bis zu 50 Prozent steigern – ohne zusätzliches Gewicht oder größeres Gehäuse. Das Start-up 24M Technologies sitzt in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts und ist eine Ausgründung des Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Das Problem klassischer Batteriepacks

Traditionelle Lithiumionen-Batterien bestehen aus vielen einzelnen Zellen, die in Modulen zusammengefasst sind. Dabei geht viel Platz für Gehäuse, Trägerstrukturen und andere inaktive Materialien verloren. Die Folge: nur 30 bis 60 Prozent eines Packs bestehen aus den eigentlichen Energiespeichern – den Elektroden. Mit den Konzepten Cell-to-Pack (CTP) und Cell-to-Chassis (CTC) steigt der Anteil des eigentlichen Energiespeichers bereits deutlich. Während bei CTP die Batteriezellen direkt im Batteriegehäuse sitzen (Entfall der einzelnen Module), sind sie bei CTC direkt im Chassis untergebracht (Entfall des kompletten Gehäuses). 24M präsentiert jetzt eine weiterentwickelte Technologie.

Electrode-to-Pack: Das neue Konzept

24M ersetzt diesen Aufbau durch ETOP (Electrode-to-Pack). Hier sind die Elektroden, also je eine Kathode und eine Anode, direkt in dünnen Polymerfolien versiegelt und im Batteriepack übereinandergestapelt. Damit wären Module und Zellen überflüssig, betonen die Spezialisten von 24M. Der Anteil aktiven Materials soll auf bis zu 80 Prozent des Volumens steigen. Das Ergebnis: mehr Energie auf gleichem Raum, weniger Kosten durch eingesparte Materialien. Ein Beispiel: Ein heute gängiges 75-kWh-NMC-Pack, wie es in vielen Mittelklasse-Elektroautos verbaut ist, könnte mit ETOP auf über 100 kWh anwachsen – ohne mehr Platz zu benötigen. In der Praxis entspräche das rund 150 Kilometern zusätzlicher Reichweite. Oder bei Verzicht auf den Reichweitenzuwachs 5.000 Euro niedrigere Kosten.

Mehr Flexibilität für Hersteller

Zusätzlich zur höheren Energiedichte soll ETOP eine enorme Gestaltungsfreiheit bieten. Hersteller können Packs in fast beliebigen Formen gestalten – Vielecke oder Ovale wären keine Herausforderung. Auch flexible Spannungen wären kein Problem – von kompakten 48-Volt-Systemen bis zu 800-Volt-Technologien für große Elektrofahrzeuge sei alles möglich. Das erleichtert die Integration in verschiedene Fahrzeugarchitekturen.

Günstiger, sicherer – und leistungsfähiger

Ein weiterer Vorteil: Mit ETOP können Hersteller auch günstigere und sicherere Chemien wie LFP (Lithium-Eisenphosphat) nutzen, ohne Einbußen bei der Reichweite. Grundsätzlich sollen alle gängigen Lithiumionen-Zell-Chemien möglich sein, so beispielsweise auch NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt) und NCA (Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium). Gleichzeitig sollen die Produktionskosten sinken, da weniger präzises Spezial-Equipment nötig ist. Für Autofahrer bedeutet das entweder längere Strecken oder niedrigere Preise.

Elektroauto-Batterie-Innovation

Naoki Ota, CEO von 24M, freut sich über einen "revolutionären Schritt" für die Elektromobilität. "Minimierte Verpackungsmaterialien und mehr aktive Fläche im Pack bringen eine völlig neue Performance-Dimension.", betont Ota. Sein Unternehmen verspricht eine kompaktere, flexiblere und sicherere Batteriegeneration, die Autoherstellern völlig neue Möglichkeiten eröffnet.

Ausblick: Was kommt als Nächstes?

Noch ist ETOP nicht in Serienfahrzeugen angekommen. Doch die Technik könnte schon in wenigen Jahren in ersten Modellen verfügbar sein – und damit den Weg ebnen für günstigere E-Autos mit höherer Reichweite. In Kombination mit weiteren Innovationen wie neuen Separatoren und Elektrolyten hofft 24M, den Markt für Antriebsbatterien nachhaltig zu verändern.