Solid State Batteries (SSBs) sind der Heilige Gral der Auto- und Zellhersteller
Der Heilige Gral der Batteriezellen-Produzenten ist die Festkörperbatterie: Die Akkus mit festem Elektrolyten sollen sich vor allem sehr schnell laden lassen und eine hohe Energiedichte besitzen. Aber noch gibt es sie nur im Labor und in ein paar Versuchsfahrzeugen. Allerdings haben etliche Konzerne schon angekündigt, wann sie SSBs (Solid State Batteries) auf den Markt bringen wollen. Automotive News Europe (ANE) gibt nun eine Übersicht.
SSB-Ankündigungen der Hersteller:
- Nio: 2022
- VW, Toyota, CATL, Panasonic: 2025
- BMW, Stellantis: 2026
- Renault-Nissan: nach 2026
- Daimler: 2028
- Hyundai: frühestens 2030
Wer die Zellen für die SSB von Nio liefert, ist nicht bekannt; es gab schon Gerüchte über CATL, einen weitgehend unbekannten Hersteller namens Solid State Lion und nun bringt Cnevpost Gotion in Spiel. Denn Gotion hat angekündigt, einen chinesischen Autohersteller mit einer Festkörperbatterie zu beliefern, die eine Reichweite von 1.000 km ermöglichen soll. Diese Reichweite hatte auch Nio für den ET7 versprochen.
Eine ganze Reihe anderer Hersteller hat eine Einführung im Jahr 2025 angekündigt, darunter Toyota und Volkswagen sowie die großen Zell-Produzenten CATL und Panasonic. Andere Autobauer sind vorsichtiger und nennen spätere Einführungstermine, so Stellantis, BMW, Renault-Nissan Daimler und Hyundai.
VW erwartet sich von der SSB mehr Leistung und geringere Kosten (Chart vom VW Power Day 2021)
Ob die Hersteller ihre Zeitpläne einhalten können, ist allerdings alles andere als ausgemacht. So zitiert ANE einen Analysten von LMC Automotive mit den Worten: “Es könnte Ende der [2020er] werden, bevor Solid-State-Zellen Früchte tragen.” Die britischen Batterieforscher von The Faraday Institution glauben, dass Festkörperbatterien im Jahr 2030 noch nicht einmal auf fünf Prozent Marktanteil kommen; erst 2040 soll der Anteil auf 30 Prozent steigen.
nickelreiche Kathoden (NCM811), Silicium-Graphit-Anoden und kobaltfreie Kathoden. Aber auch Yole rechnet mit einer schrittweisen Einführung von Festkörperbatterien ab 2025.
Eine der Herausforderungen auf dem Weg zur SSB besteht darin, den richtigen festen Elektrolyten zu finden. Zu den Kandidaten gehören polymere, sulfidische oder oxidische Elektrolyten. Als Anode wird wohl metallisches Lithium eingesetzt, denn damit ergeben sich besonders hohe Energiedichten. Als Kathode wird poröser Kohlenstoff verwendet.
Zu den wichtigsten Parametern von SSB-Zellen gehören Ionenleitfähigkeit, Batterielebensdauer und (Brand-)Sicherheit. Die aktuellen Zellen sind bei dem einen oder anderen Parameter noch schlecht, so die Yole-Analysten. Sind diese Probleme gelöst, dürften die SSBs zuerst in Premiumfahrzeugen eingesetzt werden, wo die Stückzahlen nicht so groß sind. Denn die Massenproduktion für ein Volumenmodell ist eine weitere technologische Hürde.
Den Mercedes eCitaro gibt es schon mit Festkörperbatterien
Mercedes testet mit einer Spezialversion des eCitaro schon einen Bus mit Festkörperbatterien. Darin kommen laut ANE Zellen des französischen Unternehmens BlueSolutions zum Einsatz. Allerdings müssen die Batterien vorgewärmt werden, was für Pkw nicht praktikabel ist.
Quelle: Automotive News Europe (Paywall), Yole Developpement: SSB 2021 (PDF)
