[sydneyfan]

Super-Akku für E-Autos soll schon bald serienreif sein
Klaus Wedekind
05.08.2024

Samsung kündigt die Serienproduktion eines Feststoff-Akkus an, der einen Turbo für E-Autos zünden könnte. Die Batterie soll 20 Jahre halten, Reichweiten von mehr als 900 Kilometern ermöglichen und in nur neun Minuten geladen sein. Unterdessen droht Deutschland bei der Batterieforschung den Anschluss zu verlieren.

Zu kurze Reichweiten, zu lange Ladezeiten und eine zu geringe Lebensdauer der Batterien bremsen derzeit Elektroautos noch aus. Doch schon bald könnten sie mit neuartigen Feststoff-Akkus Gas geben, die solchen Problemen die Rücklichter zeigen. Samsung hat auf der Messe SNE Battery Day 2024 bekannt gegeben, die Massenfertigung solcher Batterien ab 2027 aufnehmen zu wollen. Eine Pilot-Produktion sei bereits angelaufen, erste E-Auto-Hersteller hätten die Akkus laut "Interesting Engineering" schon getestet.
Fast 1000 Kilometer Reichweite

Die Festkörper-Batterie soll eine Reichweite von bis zu 965 Kilometern ermöglichen und eine Lebensdauer von 20 Jahren erreichen. Dazu ist der Akku laut Samsung in nur neun Minuten von 8 auf 80 Prozent geladen, was eine "beispiellose Eigenschaft" sei. Möglich sei die rasante Ladezeit durch die Optimierung des Lithium-Ionen-Übertragungsweges und einen geringen Widerstand, schreibt das Unternehmen.

Warum nicht bis auf 100 Prozent? Tiefentladungen auf 0 Prozent schaden Batterien ebenso wie schnelles Auftanken über 80 Prozent. In diesen Bereichen nehmen Akkus daher wesentlich langsamer Energie auf. Einige Smartphone-Hersteller ermöglichen deshalb in den Einstellungen, nicht darüber hinaus zu laden, um die Batterie zu schonen.

Der neue Akku hat einen prismatischen Formfaktor, ist als also eckig und flach. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien sind die Pole nicht oben, sondern seitlich angeordnet. Damit sollen Energieeffizienz und Kühlleistung verbessert werden.
Keine Anoden

Samsung setzt außerdem eine Architektur ein, die als Cell-to-Pack (CTP) bezeichnet wird. Dabei werden die Zellen direkt in das Batteriepack integriert, statt Module zu verwenden. Zusätzlich hat der neue Akku keine Anoden. Normalerweise speichern sie Ionen, während die Batterie geladen wird. Im Betrieb fließen die Ionen von der Anode durch einen Elektrolyten zur Kathode (Stromkollektor).

Wie eine anodenfreie Batterie funktionieren kann, haben kürzlich Forschende der University of Chicago in einer Studie beschrieben, die bei Nature Energy veröffentlicht wurde. Bei ihrem Konzept werden die Ionen auf einer elektrochemischen Abscheidung von Alkalimetall direkt auf dem Kollektor gespeichert.
Enorme Energiedichte, aber sicher

Insgesamt soll die Anzahl der Komponenten um 35 Prozent und das Gewicht um 20 Prozent geringer als bei einer herkömmlichen Bauweise sein. Damit erreicht der Akku eine Energiedichte von 500 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg), was rund 40 Prozent mehr als aktuell von Samsung hergestellte E-Auto-Batterien erreichen.

In einem Feststoff-Akku wird statt eines flüssigen ein fester Elektrolyt verwendet. Samsung verwendet ein Oxid, Alternativen sind Polymere beziehungsweise organische Elektrolyte und Sulfide oder Thiophosphate. Damit bieten die Batterien nicht nur höhere Energiedichten und schnellere Ladezeiten, sondern sie sind auch sicherer. Das heißt, das Brandrisiko ist wesentlich geringer.
Noch zu teuer für Normalos

Kaum erstaunlich, dass Autobauer möglichst bald Akkus mit diesen Eigenschaften in ihren Fahrzeugen einsetzen möchten. Der große Nachteil von Samsungs Feststoff-Batterie ist allerdings, dass ihre Herstellung noch sehr teuer ist. Deswegen soll sie zunächst im "Super-Premium"-Segment verwendet werden.

Um die Massenfertigung vorzubereiten, hat Samsung eine Pilot-Anlage gebaut, die bereits kleine Serien produziert. Erste Chargen seien bereits an Autohersteller zum Testen geschickt worden und die Rückmeldungen seien positiv, so Samsung.
Samsung hat Konkurrenz

Die Südkoreaner sind nicht die Einzigen, die die Serienfertigung von Feststoff-Akkus planen. Unter anderem ist Toyota im Rennen, das sich dafür mit dem Energiekonzern Idemitsu Kosan zusammengetan hat und ebenfalls 2027 groß loslegen möchte.

Laut "Notebookcheck" haben auch die Japaner mit den hohen Herstellungskosten zu kämpfen, weshalb ihre Festkörper-Batterie zunächst in den Luxus-Fahrzeugen der Marke Lexus zum Einsatz kommen soll. Nissan ist ebenfalls mit von der Partie, 2028 plant der japanische Konzern, das erste E-Auto mit selbst entwickeltem Feststoff-Akku auf den Markt zu bringen.

Ein wichtiger Spieler ist als weltgrößter Lieferant von E-Auto-Akkus CATL. "Electrive" zufolge forscht das chinesische Unternehmen bereits seit mehr als einem Jahrzehnt und inzwischen mit mehr als 1000 Mitarbeitern an Feststoff-Batterien. Zunächst soll CATL die Serienproduktion erst 2030 geplant haben, jetzt möchten die Chinesen 2027 wenigstens eine kleine Stückzahl herstellen.
Deutsche Autobauer kooperieren

Auch Deutschland hat zumindest auf Industrieebene erkannt, wie wichtig die Entwicklung von Feststoff-Batterien ist. Der dafür zuständige VW-Manager Frank Blome spricht laut ADAC sogar von einem "Endspiel" in der Akku-Technik, das jeder Konzern gewinnen wolle. 2025 möchten die Wolfsburger eine Pilotanlage in Betrieb nehmen. VW hat sich dafür mit dem US-Startup QuantumScape zusammengetan.

Mercedes-Benz kooperiert dem ADAC nach mit der taiwanischen Firma ProLogium, arbeitet aber auch mit dem US-Unternehmen Factorial Energy zusammen. Ford und BMW versuchen ihr Glück mit dem US-Feststoffzellen-Spezialisten Solid Power.

Know-how kann man einkaufen, aber man eignet es sich am besten selbst an, weshalb Forschung für die deutsche Industrie essenziell ist - nicht nur für Autobauer. Die Verbände KLiB, VCI, VDMA und ZVEI zitieren in einer gemeinsamen Erklärung eine Studie des Marktforschers Frost & Sullivan, wonach Batterien die wichtigste Technologie des 21. Jahrhunderts darstellen.
Bundesregierung streicht Förderung

Sie habe von allen verglichenen Technologien das größte Marktwachstum und gleichzeitig den höchsten Effekt auf das Wachstum vieler anderer Industrien, schreiben die Verbände. Ein technologisch souveränes und international wettbewerbsfähiges Batterie-Ökosystem habe daher einen enormen Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands als Hightech-Standort.

Trotzdem hat die Bundesregierung die Förderung der Batterieforschung im Januar kräftig gekürzt. Laut Kompetenznetzwerks Lithium-Ionen-Batterien (KLiB) hat Forschungsministerin Bettina Stark-Watzinger (FDP) für dieses Jahr nur noch die Finanzierung laufender Projekte gestattet. Für 2025 soll sie die vorgesehenen Mittel von 155 auf 14 Millionen Euro zusammengestrichen haben. Aufgrund der Schlüsselrolle der Technologie für die Energiewende hätte dies "dramatische Konsequenzen für den Hightech-Standort Deutschland", steht in einem Brandbrief der führenden Wissenschaftler und Unternehmen der Branche an die Bundesregierung.

Die vorwettbewerbliche Forschungsförderung sei die Basis für die Erforschung neuer strategischer Batteriethemen wie Festkörper-Batterien und Natrium-Ionen-Batterien, schreiben die Industrieverbände in ihrer Stellungnahme. Sie erlaube die Untersuchung und Beurteilung technologischer Trends sowie das Aufgreifen neuer Forschungsfelder. Ohne diese Forschung sei eine starke Position Deutschlands im strategisch wichtigen Technologiefeld Batterie nicht realisierbar.

Quelle:
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[Uwe Farz]

Trotzdem hat die Bundesregierung die Förderung der Batterieforschung im Januar kräftig gekürzt. Laut Kompetenznetzwerks Lithium-Ionen-Batterien (KLiB) hat Forschungsministerin Bettina Stark-Watzinger (FDP) für dieses Jahr nur noch die Finanzierung laufender Projekte gestattet. Für 2025 soll sie die vorgesehenen Mittel von 155 auf 14 Millionen Euro zusammengestrichen haben. Aufgrund der Schlüsselrolle der Technologie für die Energiewende hätte dies "dramatische Konsequenzen für den Hightech-Standort Deutschland", steht in einem Brandbrief der führenden Wissenschaftler und Unternehmen der Branche an die Bundesregierung.

Die Saboteure von der 5% Partei.
Behindern, blockieren und streichen überall.
Hoffentlich kommt bald der Tag, an dem diese arrogante Truppe von Nichtskönnern nicht mehr im Bundestag vertreten ist.

[Melvin van Horne]

Moin,

Zitat von Uwe Farz

Die Saboteure von der 5% Partei. Behindern, blockieren und streichen überall.

Soweit ich mich erinnere, wurde die Batterieforschung aus Mitteln des Klima- und Transformationsfonds gefördert. Der Plan der Ampelregierung ungenutzte Kreditermächtigungen in Höhe von 60 Milliarden Euro aus dem Corona-Hilfspaket in den Sonderfonds umzuleiten wurde dieser Regierung vom Bundesverfassungsgericht wie von Fachleuten vorhergesagt um die Ohren gehauen.

Dazu fehlen noch 17 Milliarden Euro im Haushalt, die ursprünglich durch die Verschiebung von Notkrediten zur Verfügung stehen sollten.

Wir alle haben mitbekommen, dass die Finanzplanung der Bundesregierung in Teilen verfassungswidrig ist und das deshalb die Mittel, die man verplant hat nicht zur Verfügung stehen werden. Wenn Luftschlösser in dieser Größenordnung platzen, kann niemand erwarten, dass das ohne Folgen bleibt. Was hat man denn erwartet, wenn einen Haushalt 77 Milliarden fehlen? Ein paar mehr Energiesparlampen in den Dienstgebäuden und dann haben wir das Loch gestopft?

Mit dem, was nun noch in diesem Fond verfügbar ist, ist selbst die Finanzierung der laufenden und der bereits bewilligten Projekte ziemlich knapp. Und da nun der gesamte Fond eher schmalbrüstig daherkommt, ist eine Kürzung der Mittel, im Haushalt der nächsten Jahre wohl unvermeidlich. Es kann doch wohl niemanden verwundern, dass Kürzungen in diesen Größenordnungen immer schmerzhaft sind. Ganz egal in welchem Ressort sie vorgenommen werden.

Und die Kuh ist noch nicht vom Eis.

Wenn, wie ich befürchte, auch der Trick Zuschüsse für die Deutsche Bahn und die Autobahn GmbH als Kredite zu bezeichnen und so den Haushalt aufzuhübschen vor Gericht scheitert, wird das der nächste "Doppelwumms" sein den unsere Regierung fabriziert.

Ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass die Idee das, was man bisher als Zuschuss gezahlt hat, nun als Kredite an jemanden wie die Autobahn GmbH zu vergeben, Bestand hat. Die Autobahn GmbH hat nicht einmal Einnahmen und kann Kredite und Zinsen vorhersehbar nicht zurückzahlen. Das riecht doch meilenweit gegen den Wind nach Taschenspielertrick. Die von Lindner beauftragten Experten haben ja auch schon verfassungsrechtliche Bedenken geäußert.

Daraufhin hat Lindner hat ganz klar gesagt, er trage die politische Verantwortung für die Staatsfinanzen. Er habe sich bereits einmal auf einen Koalitionskompromiss eingelassen, der wackelig gewesen und vom Bundesverfassungsgericht verworfen worden sei. Das passiere ihm kein zweites Mal.

Also. Für mich ist diese Kürzung das Resultat der Finanzpolitik unserer Regierung. Und zu der gehört nicht nur Frau Stark-Watzinger.

[Uwe Farz]

Aha.
Dann schmeiss mal die Suchmaschine deiner Wahl an und gib HVO100 + FDP ein.
Das Verbrenner Aus mit allen Mitteln verhindern, während gleichzeitig die Mittel für Batterieforschung auf nahe Null gekürzt werden.
Das kommt nicht nur mir merkwürdig vor.

[Caplan]

So ganz merkwuerdig kommt mir das nicht vor.
Es entfallen zahlreiche Artikel rund ums herkoemmliche KFZ gegenueber der E-Fahrzeuge.
Das kostet weitere Beschaeftigungskapazitaeten.
Manche Dinge sind auch politisch nicht gewollt, da sehe ich noch nicht einmal mangelde Foerderung, sondern die Einstellung dazu.

Das eventuell andere Kapazitaeten ausgerollt werden, ein gern genommenes Argument, wirft auch die Frage auf, wo diese positioniert sind oder sein werden.
Hier?... mehr als fraglich.
Von Groesse reden wir erst gar nicht.
Da die Wirtschaft eh schon nicht rund laeuft, wie allgemein mittlerweile bekannt sein duerfte, sind auch die entsprechenden Streichungen nicht ganz unnachvollziehbar, bei welchem Begehren auch immer.

Wie teilt sich das derzeit auf?!
Die SPD will viel Soziales, die FDP will den Sparkommisar geben, die Gruenen bleiben vielfaeltig in ihren Forderungen, mitunter unter Ermanglung von Finanzierungsmoeglichkeiten

[Melvin van Horne]

Moin,

Zuerst einmal was, wofür man keine Suchmaschine braucht. Die FDP in Person Frau Stark-Watzinger wird kritisiert, weil sie die Mittel für die Batterieforschung au dem Etat gestrichen hat. Das wirft doch die Frage auf, wie die nun aus dem Haushalt gestrichenen Mittel überhaupt in den Haushalt gekommen sind?

Ihre Ernennungsurkunde zur Ministerin erhielt Frau Stark-Watzinger vom Bundespräsidenten am 8. Dezember 2021. Das bedeutet, dass unter ihrer Ägide Mittel für die Batterieforschung in den Haushalt eingestellt wurden.

Also eine Bundesministerin verplant Gelder für die Batterieforschung, streicht sie dann wieder aus dem Haushalt und stoppt die Vergabe von weiteren bereits für dieses Haushaltsjahr vorgesehenen Mitteln. Sie tut das, weil sie plötzlich das Aus des Verbrennungsmotors verhindern möchte.

Plötzlich deshalb, weil sie, wenn sie die Forschung an alternativen Antrieben schon immer unterbinden wollte erst gar kein Geld dafür eingeplant hätte. Den Gedanken, für etwas was man nicht möchte einfach kein Geld bereitzustellen traue ich selbst der Ampelregierung zu.

Das der Haushalt, aus dem die verplanten Mittel fließen sollten mit dem Urteil des Bundesverfassungsgerichtes praktisch zusammengebrochen ist, hat damit also nichts zu tun. Natürlich müssen die 60 verplanten Milliarden Euro nun irgendwie eingespart werden. Aber bedeutet doch nicht, dass man deshalb weniger Geld ausgeben kann.

Ob das nur für mich merkwürdig klingt, vermag ich nicht zu sagen.

[Caplan]

Die Frage bleibt eher, ob es aus dem -laufenden - Haushalt zu finanzieren waere?!
Das man von einem Guthaben verteilen koennnte, sehe ich eher zweifelhaft.