Kurzer Zwischenstopp: Feststoff-Akkus halbieren die Ladezeit von Elektroautos

Aktuell werden in Elektroautos in aller Regel große Lithium-Ionen-Batterien verbaut. Die Technologie hat in den letzten Jahren gewaltige Fortschritte gemacht und ermöglicht heute Reichweiten von bis zu 1.000 Kilometern. Auch die regelmäßig notwendigen Ladevorgänge gehen heute deutlich schneller als in der Vergangenheit. Experten gehen aber davon aus, dass zukünftig keine großen Entwicklungssprünge mehr möglich sein werden. Denn schon heute sind aufwändige Sicherheits- und Kühlungsverfahren nötig, um die Batterien nicht zur Gefahr werden zu lassen. Einen Ausweg könnte allerdings ein neuer technologischer Ansatz bieten: Sogenannte Feststoff-Akkus. Führend in diesem Bereich ist das US-Unternehmen „QuantumScape“. Die Ingenieure dort haben nun einen entsprechenden Akku entwickelt, der doppelt so schnell geladen werden können soll wie eine klassische Lithium-Ionen Batterie. In der Praxis müssten E-Auto-Fahrer dann lediglich noch 15 Minuten warten, um achtzig Prozent Ladekapazität zu erreichen.

Diese Vorteile bringen Feststoff-Akkus mit sich

Außerdem sind die Batterien leichter und kleiner als die bisher verwendeten Modelle. Dies ermöglicht den Designern der Autos ganz neue Möglichkeiten. Außerdem sind sie nur schwer entflammbar und überhitzen nicht so schnell. All diese Vorteile machen die Technologie nicht nur für die Autoindustrie interessant, sondern beispielsweise auch für Smartphone-Hersteller. Für die Autobauer ist aber vor allem auch die Tatsache wichtig, dass deutlich mehr Energie gespeichert werden kann. Außerdem ist die Lebensdauer höher. Dies ist von Bedeutung, weil der Akku das mit Abstand teuerste Bauteil eines Elektroautos ist. Ein Austausch ist daher in aller Regel wirtschaftlich nicht wirklich sinnvoll. Es ist daher kein Wunder, dass weltweit zahlreiche Forschungseinrichtungen und Unternehmen an der Entwicklung von Feststoff-Akkus arbeiten. Im besten Fall könnte die Technologie so dafür sorgen, dass auch die Verbreitung von Elektroautos noch einmal deutlich zunimmt, weil die Käufer keine langen Ladepausen mehr fürchten müssen.

Andere denkbare Alternativen sind noch nicht so weit

Der entscheidende Unterschied zwischen einem Feststoff-Akku und einer klassischen Lithium-Ionen-Batterie findet sich bei den Elektrolyten. Diese haben die Aufgabe, die Ionen zwischen Anode und Kathode fließen zu lassen. Bisher werden hier flüssige Elektrolyte verwendet. Bei den Feststoff-Akkus kommen hingegen Materialien wie Kunststoffpolymere, Glas oder Keramik zum Einsatz. Polymerkeramische Verbindungen sorgen dann für eine elektrochemische Anbindung zwischen Anode und Kathode. Dadurch verringert sich der innere Widerstand der Batterie, was zu den beschriebenen Vorteilen führt. Soweit zumindest die Theorie. In der Praxis ist es bisher aber noch nicht gelungen, den idealen Ausgleich zwischen Energiedichte, Sicherheit, Leistungsdichte, Lebensdauer und Produktionskosten zu finden. Verglichen mit anderen Alternativen – wie etwa Magnesium- oder Lithium-Luft-Batterien – ist die Forschung aber schon recht weit fortgeschritten. Experten gehen davon aus, dass die ersten Autos mit Festkörper-Akkus in den nächsten Jahren auf den Markt kommen könnten.

Via: Focus