Feststoffbatterie Prototyp für Elektroautos

Die meisten Autofahrer entscheiden sich noch gegen eine Anschaffung von einem Elektrofahrzeug. Grund sind u.a. die hohen Anschaffungskosten und häufig auch die scheinbar zu geringe Reichweite. Ausschlaggebend dafür ist die Leistungsfähigkeit des eingebauten Akkumulators. Autohersteller, u.a. Toyota möchten diesen Problemen mit einer Feststoffbatterie lösen.

Mehr Reichweite, kürzere Ladezeit, kompaktere Bauform, höhere thermische Stabilität und dazu ein niedrigerer Preis – das alles soll der neue Batterie-Typ bieten. Schon 2020 will Toyota ein Fahrzeug mit Feststoffbatterie vorstellen, die Serienproduktion wird jedoch laut Angaben noch dauern. Auch andere Autohersteller wie BMW, Renault, Nissan und Mitsubishi arbeiten an den Einsatz der Feststoffbatterie.

Was sind die Anforderungen einer E-Auto-Batterie?

Für den Einbau eines Elektrofahrzeuges muss der Akku einige Eigenschaften mit sich bringen. Sehr wichtige Aspekte sind Geschwindigkeit und Reichweite. Diese sind abhängig von der Leistungs- und Energiedichte des Akkus. Die chemische Beständigkeit des Materials von den Elektrolyten und Elektroden bestimmen die Langlebigkeit. Eine Batterie für ein E-Fahrzeug sollte mindestens 2.000 Ladezyklen und 150.000 km schaffen. Zudem muss die Leistung beständig sein und sich nicht im großen Maße von Einflüssen wie Umgebungstemperatur, Nässe, Luftfeuchtigkeit, Vibrationen beeinträchtigen lassen. Die Batterie soll zum Einbau möglichst kompakt sein, jedoch ausreichend Kapazität zur Verfügung stellen. Wartungsfreiheit und Einhaltung von Sicherungsvorkehrungen müssen zudem auch erfüllt sein.

Was ist anders bei Feststoffbatterien?

Unterschied zu den herkömmlichen Akkumulatoren sind die festen Elektroden und Elektrolyten. Keine Flüssigkeit, sondern eine dünne Schicht (meistens aus Glas-Keramik) leitet die Ionen zwischen Anode und Kathode. Dadurch wird Raum und Gewicht eingespart. Eine höhere Energiedichte der Feststoff-Akkus verschafft eine bessere Reichweite und kürzere Ladezeit. Somit bringt die Feststoffbatterie enormes Potenzial mit sich.

Feststoffbatterie vs. Lithium-Ionen-Akku

Neben den bereits erwähnten Eigenschaften wie der besseren Reichweite, schnelleren Ladezeit und kleineren Baugröße sorgen die Feststoff-Batterien auch für mehr Sicherheit. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus sind bei dem neuen Batterie-Typ sind keine brennbaren Elektrolyte mehr notwendig. Die zusätzlichen Sicherheitsvorrichtungen, wie bei den Lithium-Ionen-Batterien, fallen dementsprechend kleiner aus und sind Grund für das geringere Gewicht.

Ausblick

An einer effizienten Serienproduktion der Festkörperbatterien wird noch gearbeitet, die meisten Hersteller prognostizieren Serienfahrzeuge mit eingebauten Feststoffbatterie zwischen 2025 und 2030. Toyota ist bisheriger Vorreiter und plant schon 2023 die ersten Fahrzeuge anzubieten. Es bleibt also weiterhin spannend.

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