Neue Elektroauto Batterien: Stärker, langlebiger und schneller aufgeladen

Feststoff-Autobatterie könnte Elektroautomobilindustrie umkrempeln

Nach rund zehn Jahren Entwicklungszeit vermeldet das Unternehmen QuantumScape erfolgsversprechende erste Tests ihrer neuartigen Feststoff-Autobatterie. Die neue Technologie verspricht, nahezu alle bisherigen Nachteile von Lithium-Ionen-Batterien zu beheben und deutlich leistungsfähiger und langlebiger zu sein. Unterstützung erhält QuantumScape bereits unter anderem von Bill Gates, Volkswagen und einem Nobelpreisträger.

Eine vielversprechende neue Entwicklung

Eine neu entwickelte Lithiumbatterie könnte das aktuelle Wettrennen um die Energieversorgung der zukünftigen Elektrofahrzeug-Generationen entscheiden.

Die Firma QuantumScape aus San José in Kalifornien wird unter anderem von Volkswagen und Bill Gates unterstützt. Auf einer virtuellen Pressekonferenz kündigte das US-amerikanische Unternehmen nun an, massive Fortschritte bei der Entwicklung einer Feststoff-Batterie aus Lithium zu machen. QuantumScape arbeitet bereits seit rund zehn Jahren an diesem Projekt und die neuesten Tests sind laut Angaben des Unternehmens sehr erfolgsversprechend.

Autobatterien auf Basis von Lithium-Ionen-Technologie haben allerdings auch Nachteile: Der Ladevorgang dauert in der Regel recht lange und sie enthalten entzündliche Komponenten, die bei einem Unfall im schlimmsten Fall Feuer fangen können. Zudem besteht bei sehr niedrigen Temperaturen die Möglichkeit, dass sie einfrieren. Die Forschung fokussierte sich in den letzten Jahren deshalb darauf, bessere Materialien zu finden, um diese Probleme zu beheben.

Die Antwort von QuantumScape ist eine sogenannte Lithium-Metall-Batterie. Ein trockener Keramik-Abscheider ersetzt hierbei den Flüssig-Elektrolyten und ermöglicht einen effizienteren Energietransfer. Die Batterie funktioniert auch bei kalten Temperaturen, ohne zu gefrieren und verhindert das Entstehen von Elektrolyt-Dendriten, die die Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien verringern.

Leistungsstärker, langlebiger und kürzere Ladezeiten

Die bisherigen Testergebnisse waren sehr beeindruckend. Fahrzeuge mit Lithium-Metall-Batterie haben eine bis zu 80 Prozent größere Reichweite als jene mit Lithium-Ionen-Batterie. Sie sind zudem langlebiger, da sie auch nach 800 Ladezyklen mehr als 80 Prozent Kapazität behalten, was eine signifikante Verbesserung gegenüber aktuellen Batterien ist. QuantumScape zufolge könnte eine solche Batterie für Hunderttausende Kilometer genutzt werden, bevor sie ersetzt werden muss.
Zudem ist die Ladegeschwindigkeit enorm – bis zu 80 Prozent Ladekapazität können in nur 15 Minuten erreicht werden.

Zwar sieht sich der Gründer und CEO von QuantumScape in einer einzigartigen Pionierrolle – jedoch verfolgen neben dem US-amerikanischen Unternehmen einige weitere Firmen zurzeit ähnliche Projekte, darunter der chinesische Batterienhersteller CATL, Samsung, Tesla und Panasonic. Das Startup Solid Power arbeitet an einer ähnlichen Batterie mit sehr leitfähigen Sulfid-basierten Elektrolyten.

Welches Elektrolyt in den Batterien von QuantumScape zum Einsatz kommt, hat das Unternehmen noch nicht bekannt gegeben. Das Unternehmen steht jedoch noch vor einigen Herausforderungen: Für die bisherigen Tests wurden einlagige Zellen verwendet. Die marktreife Version der Batterie wird hingegen über bis zu 100 Lagen verfügen und die zunehmende Dicke könnte potenziell zu Problemen führen.

Der Nobelpreisträger Stan Whittingham, einer der Mitentwickler der Lithium-Ionen-Batterie, sieht die Entwicklungen von QuantumScape als sehr vielversprechend an: Bei einer Feststoffbatterie sei die größte Herausforderung, eine hohe Energiedichte, schnelle Ladezeiten und lange Lebensdauer zusammenzubringen. Laut Whittingham habe QuantumScape großes Potenzial, wenn es dem Unternehmen gelinge, ihre Technologie zur Massenproduktion zu bringen, und damit die ganze Industrie zu transformieren.

Quellen: techxplore.com, quantumscape.com

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