Die Branche arbeitet an der Feststoffbatterie

Der Fisker Emotion soll 2018 auf den Markt kommen. Vorerst
verwendet auch Fisker eine Lithium-Ionen-Batterie. Die
Feststoffzelle ist angekündigt, aber erst für einen späteren
Zeitpunkt
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Der Fisker Emotion soll 2018 auf den Markt kommen. Vorerst verwendet auch Fisker eine Lithium-Ionen-Batterie. Die Feststoffzelle ist angekündigt, aber erst für einen späteren Zeitpunkt

© Fisker
20.08.2018 - 09:08 Uhr von Bernd Conrad

Für viele gelten die modernen Lithium-Ionen-Akkus nur als Brückentechnologie mit Verfallsdatum. Deutsche Entwickler wollen schon 2019 erste Ergebnisse präsentieren. Auch VW investiert in die neuen Super-Akkus.

Henrik Fisker wäre fast als Elektroautopionier in die Geschichtsbücher eingegangen. Wenn der Firma des etablierten Autodesigners, der für Modelle wie den Aston Martin DB9 und den BMW Z8 verantwortlich zeichnete, das Geld nicht ebenso schnell ausgegangen wäre wie dem Plug-in Hybriden Fisker Karma der Strom nach ein paar Kilometern Fahrt.

Elon Musk mit Tesla hat dann in voller Geschwindigkeit links überholt, während die Firma Fisker pleiteging und der Karma nach langer Wartezeit erst jetzt unter chinesischer Führung einen Neustart hingelegt hat.

Fisker wagt den Neuanfang

Das versucht auch Henrik Fisker mit einer neuen Firma unter seinem Namen. Im nächsten Jahr soll das Elektroauto mit dem Namen Emotion auf den Markt kommen. Zunächst mit einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie.

Ursprünglich plante Fisker für den Emotion mit einer Graphen-Batterie aus einem Joint Venture mit der Firma Nanotech. Das Fisker Nanotech Energy genannte Gemeinschaftsunternehmen ist Medienberichten zufolge zwar schon wieder aufgelöst worden, beide Parteien arbeiten aber weiter zusammen.

Jetzt hat Henrik Fisker verkündet, eine Feststoffbatterie für seine Autos einzusetzen. Vor 2024 soll es aber nicht so weit sein. Auch andere Autohersteller, darunter Toyota und der Volkswagen-Konzern, arbeiten mit Hochdruck an neuen Energiespeichern in Form der Feststoffbatterie.

Sie gelten als Heilsbringer, um elektrische Fortbewegung massentauglich zu machen. Vor allem dann, wenn es nicht gelingen sollte, den Kunden die oft vorhandene Angst vor zu wenig Reichweite zu nehmen und deren Verhalten auf mehrere – wenn auch nur kurze – Ladevorgänge zu ändern.

Mit einer Feststoffbatterie sollen innerhalb von nur einer Minute am Schnelllader mehrere Hundert Kilometer Reichweite gezapft werden können. Henrik Fisker stellt für sein Elektroauto 800 Kilometer Fahrstrecke bis zur Akkuentladung in Aussicht.

Renault-Nissan-Mitsubishi investiert

Das amerikanische Unternehmen Ionic Materials wurde eigens zu dem Zweck gegründet, die Feststoffbatterie zur Serienreife zu entwickeln. Man sieht sich auf einem guten Weg und in einer „ tragenden Rolle bei der Lösung der Energieprobleme unserer Welt“ .

Das scheint auch die Renault-Nissan-Mitsubishi-Allianz so zu sehen. Auf der CES in Las Vegas hat Konzernchef Carlos Ghosn ein Investment von einer Milliarde Dollar in vielversprechende Start-ups angekündigt. Die erste Firma, in die der Autohersteller investiert, ist Ionic Systems.

Toyota plant Feststoffbatterien für 2025

Konkurrent Toyota will im Jahr 2025 Serienfahrzeuge mit Feststoffbatterien anbieten. Damit scheint der japanische Konzern bei der Entwicklung von Elektroautos direkt auf die Überholspur ausscheren zu wollen. Bislang vertraut Toyota vor allem auf die einst mit dem Prius etablierte Hybrid-Technik und Plug-in Hybride. Ein reines E-Auto von Toyota ist noch nicht auf dem Markt.

Kooperationspartner von Toyota bei der Entwicklung von Batteriechemie ist BMW. Den Schwerpunkt legen beide Unternehmen aktuell noch auf Lithium-Ionen-Akkus.

Der ehemalige BMW-Vertriebsvorstand Ian Robertson sieht in einem Interview mit der Branchenzeitschrift „Automobil Produktion“ eine wichtige Rolle der Batterietechnologie für das zukünftige Marketing: „Wir glauben, dass sie nächsten Entwicklungsschritte Batterien von einer Ware in etwas verwandeln werden, das einen technischen Vorteil bringt.“

Volkswagen investiert 100 Millionen US-Dollar

Auch Volkswagen sieht die Zukunft der Batterietechnik in der Feststoffzelle. Die Wolfsburger möchten hier, anders als es bei der Strategie der meisten Autohersteller bei den aktuellen Lithium-Ionen-Akkus den Anschein hat, von Anfang an ganz vorn dabei sein und die Zügel mit in der Hand halten.

Der Volkswagenkonzern hat sich mit einem Investment von 100 Millionen Dollar am US-Start-up QuantumScape beteiligt. Bereits seit 2012 kooperierten beide Unternehmen.

„Wir möchten die Vermarktung der Feststoff-Batterien von QuantumScape beschleunigen und bündeln unsere Kräfte, um Volkswagens Erfahrung als Produktionsspezialist und QuantumScapes Technologieführerschaft bestmöglich zu nutzen“, führt der Leiter der Volkswagen Konzernforschung Dr. Axel Heinrich aus.

Angaben der Unternehmen zufolge würde sich die Reichweite des aktuellen E-Golf durch den Einsatz einer Feststoffbatterie „von derzeit 300 auf ca. 750 Kilometer“ erhöhen.

Was ist das Besondere an der Feststoffbatterie?

Jeder kann sich an die Schlagzeilen überbrennende Tesla-Autos erinnern oder musste miterleben, dass Airlines aufgrund von Feuergefahr bestimmte Smartphone-Typen nicht an Bord ließen.

Brandgefährlich ist im Fall herkömmlicher Lithium-Ionen Akkus die Batterieflüssigkeit, die als Leitmedium zwischen den beiden Elektroden (Plus- und Minuspol) fungiert. In der Flüssigkeit, die auch eine gelartige Konsistenz haben kann, sogenannten Elektrolyten, bewegen sich die Ladungen.

Wird eine Batterie durch eine lange Zeit am Stromanschluss, durch massive Sonneneinstrahlung oder bei einem Autounfall durch z.B. brennendes Benzin des Gegners oder Funkenschlag, einer starken Hitzentwicklung ausgesetzt, kann sich das Elektrolyt entzünden.

Ein Akkupack mit flüssigem Elektrolyt muss einen Kühlkreislauf besitzen, was Bauraum kostet und das Gewicht erhöht. Das feste Leitmedium zwischen Plus- und Minuspol bedarf keiner zusätzlichen Kühlung, zudem hat es eine höhere Energiedichte. Man kann also mehr Strom in das gleiche Volumen „pressen“ als bei einer Flüssigkeit.

Die Feststoffbatterie schlägt somit mehrere Fliegen mit einer Klappe. Sie ist nicht nur wesentlich sicherer als die aktuellen Akkus, sondern bietet auch mehr Reichweite – bei kleinerem Volumen. Ein großer Nachteil der Festkörperbatterie ist aber bislang die geringe Stromstärke, mit der sie be- oder entladen werden kann.

Auch Volkswagen-Markenchef Herbert Diess glaubt an den Durchbruch der Feststoffbatterie im kommenden Jahrzehnt. Der Wolfsburger Konzern steckt, wie auf der IAA im September 2017 kommuniziert, in den kommenden Jahren 50 Milliarden Euro in die Batterieforschung und -entwicklung.

2019 soll die erste Feststoffzelle präsentiert werden

Am Fraunhofer Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg wird ebenfalls an der Feststoffbatterie geforscht. Gemeinsam mit dem Batteriehersteller Varta und weiteren Kooperationspartnern wurde ein Konsortium namens Solid gegründet, um Akkus auf Basis von Sol-Gel-Materialen mit Lithium-Metallanode zur Serienreife zu entwickeln. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt mit 3,2 Millionen Euro.

Andreas Wolf, Projektverantwortlicher am Fraunhofer ISC in Würzburg, sagt: „Wir können mit unserer Forschung einen wesentlichen Beitrag zu kostengünstigen, produktionstauglichen und robusten neuen Festkörperbatterien mit hohen Energiedichten leisten – damit bringen wir die Elektromobilität entscheidend voran.“ Schon 2019 wollen die deutschen Entwickler eine erste funktionsfähige Feststoffzelle präsentieren.

Einem Team des Forschungszentrums Jülich ist nach eigenen Angaben jetzt ein Durchbruch auf dem Weg zur Praxistauglichkeit von Festkörper-Batterien gelungen. Sie fanden durch eine spezielle eine Lösung, um zehnmal höhere Lade- und Entladeströme zu ermöglichen. Das Jülicher Forscher-Team setzt auf Komponenten aus Phosphatverbindungen.

Abwrackprämie für Elektroautos?

Die neue Batterietechnik verspricht also eine rosige Zukunft. Wenn sie dann marktreif ist. Zweiflern und Zögernden gießt sie aber erst einmal Öl ins Feuer. Warum in den kommenden Jahren viel Geld für ein Elektroauto mit Lithium-Ionen-Akku ausgeben, dass sich dann aufgrund der bald veralteten Batterietechnik ähnlich schwer wiederverkaufen lässt wie heute ein alter Diesel?

Es bleibt abzuwarten, ob wir dann wieder Kaufanreize seitens der Autohersteller oder gar eine staatlich subventionierte Abwrackprämie erleben. Im Gegensatz für Feststoffbatterie gilt dafür: Alles schon mal dagewesen.

Quelle: 2018 Motor-Presse Stuttgart
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