Wählen Sie Ihre Nachrichten​

Batterien für E-Autos werden besser: Tröpfchenweise mehr Saft
Panorama 4 Min. 11.09.2014 Aus unserem online-Archiv

Batterien für E-Autos werden besser: Tröpfchenweise mehr Saft

Teslas Model S hat Batterien mit einer Kapazität von bis zu 85 Kilowattstunden (kWh) an Bord - verteilt fast über die ganze Fläche des Fahrzeugbodens.

Batterien für E-Autos werden besser: Tröpfchenweise mehr Saft

Teslas Model S hat Batterien mit einer Kapazität von bis zu 85 Kilowattstunden (kWh) an Bord - verteilt fast über die ganze Fläche des Fahrzeugbodens.
Foto: Tesla
Panorama 4 Min. 11.09.2014 Aus unserem online-Archiv

Batterien für E-Autos werden besser: Tröpfchenweise mehr Saft

Bislang kommen Elektroautos mit einer Batterieladung noch nicht wirklich weit. Sollen die Stromer langfristig auf der Erfolgsspur fahren, müssen die Speicherzellen besser werden.

(dpa/tmn) - Seit Monaten hat man von der japanischen Firma Sekisiu Chemical in Sachen Akkutechnologie für Elektroautos nichts mehr gehört. Ende vergangenen Jahres verkündete das japanische Unternehmen, eine Batterie entwickelt zu haben, die Stromern eine dreimal so hohe Reichweite wie aktuelle Modelle beschere. Zugleich sollte sie weit billiger sein als alles bisher Dagewesene und zudem crashsicherer. Es wäre ein Durchbruch in der Forschung und Entwicklung - allerdings einer, an den Experten nicht so ganz glauben wollen.

„Die Wunderbatterie erwarte ich in nächster Zeit nicht“, sagt Andreas Würsig, der am Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie (ISiT) in der Abteilung „Integrierte Energiesysteme“ forscht. „Wir beobachten nur evolutionäre statt revolutionärer Fortschritte. Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus ist zuletzt allerdings immer mehr gestiegen.“ Auf genau diese Stromspeicher setzen derzeit nahezu alle Hersteller von Elektroautos.

Während Personenwagen mit Diesel- oder Benzinantrieb oft mehr als tausend Kilometer mit einer Tankfüllung kommen, müssen sich Fahrer von Stromern mit weit weniger begnügen. Käme eine Wunderbatterie tatsächlich - sie dürfte an Aktionsradius und Absatzchancen einiges ändern.

Mehr Reichweite

Dass es keinen Technologiedurchbruch gibt, bedeutet aber nicht das Ausbleiben beachtlichen Fortschritts. Es wurde schon viel erreicht: „Ein Lithium-Ionen-Akku kann das Drei- bis Vierfache an Energie speichern im Vergleich zu einem gleich großen Nickel-Cadmium-Akku“, sagt Ralph Gilles von der Technischen Universität (TU) München. Ein solcher Batterietypus, der wegen des giftigen Cadmiums mittlerweile EU-weit verboten ist, kam zum Beispiel im Citroën AX Electrique von 1993 zum Einsatz - mit einer Reichweite von 40 km. Dass binnen fünf Jahren Stromer mit konkurrenzfähigen Reichweiten von 700 Kilometern und mehr auf den Markt kommen könnten will der Forscher nicht ausschließen.

Dass emsig geforscht wird, belegt auch eine Studie der TU München. Demnach ist die Zahl der Patentanmeldungen für elektrochemische Speicher in den vergangenen Jahren weltweit stark angestiegen. Asiatische Unternehmen sind dabei weit vorn. Die mit Abstand meisten Schutzrechte werden im Bereich Lithium-Ionen beantragt.

Akkus für Elektroautos werden schrittweise besser.
Akkus für Elektroautos werden schrittweise besser.
Foto: dpa-tmn

Eine Sache der Kosten und des Gewichts

Die Energiedichte wird in Wattstunde je Kilogramm Masse (Wh/kg) angeben. Je höher sie ist, desto mehr Strom liefern Akkus bei gleichbleibender Masse, was die Reichweite verlängert. Aus Kosten- und Gewichtsgründen können nicht beliebig viele der Stromspeicher in Personenwagen untergebracht werden. Derzeit plant Tesla gemeinsam mit Panasonic im US-Staat Nevada den Bau einer sogenannten Gigafactory. Dort sollen Lithium-Ionen-Stromspeicher für ein kommendes Massenmarkt-Modell gefertigt werden. Tesla kündigte an, die neuen Batterien könnten im Preis pro Kilowattstunde deutlich gesenkt werden.

Branchenberichten zufolge arbeitet Tesla auch einer neuen Batterie, die statt auf Lithium-Ionen auf Graphen setzt. Der wabenförmig strukturierte Kohlenstoff könnte die Energiedichte massiv verbessern und die Reichweite auf 800 Kilometer erweitern. Tesla-Sprecherin Kathrin Schira bezeichnete diese Information als „reines Gerücht“. Sie sagte: „Wir produzieren Lithium-Ionen-Batterien, deshalb auch die Kooperation mit Panasonic.“ Das Ziel, Reichweiten für die Tesla-Elektroautos zu erhöhen, ist dabei unbestritten.

Die nächste Generation

Während der Wahrheitsgehalt mancher Meldung schlecht abschätzbar ist, sieht Experte Würsig den größten Lichtblick für Elektroautos in einer anderen Technologie, den Lithium-Schwefel-Akkumulatoren als nächster Batteriegeneration. „Es gibt bereits vielversprechende Prototypen, die in fünf bis zehn Jahren zur Marktreife gebracht werden können“, sagt er.

Mit ihnen sei eine deutliche Erhöhung der Energiedichte auf über 350 Wh/kg möglich, was in Prototypen schon realisiert wurde. Der Spitzenwert bei E-Autos auf dem Markt markiert laut Würsig derzeit der Kia Soul EV mit um die 200 Wh/kg, der E-Golf kommt auf 130 Wh/kg. Für den Vortrieb eines Autos im praktischen Betrieb liegen die Werte deutlich niedriger, da zum Beispiel für die Kühlung der Batterie eine Menge Energie benötigt wird.

So sieht die Zukunft aus

Während Batterien für E-Autos mit steigender Energiedichte bei gleichbleibendem Gewicht den Autos mehr Reichweite versprechen, stellt sich auch die Frage nach der Lebensdauer der Zellen. Während Tanks für Sprit heutzutage kaum noch rosten, kann das Durchhaltevermögen der Stromspeicher nur mit einem Blick in die Glaskugel abgeschätzt werden - denn die ältesten Stromer mit Lithium-Ionen auf dem deutschen Markt sind noch nicht älter als knapp fünf Jahre.

Wissenschaftler bedienen sich dazu des Tricks der „forcierten Alterung“. Dabei werden Akkus bei erhöhten Temperaturen - meist um die 40 Grad Celsius - gelagert, um Rückschlüsse auf die tatsächliche Alterung zu machen, erläutert Andreas Würsig. Zehn Jahre und mehr hält der Experte derzeit für realistisch, entsprechende Angaben machen auch die meisten Hersteller. „Haben Lithium-Akkumulatoren nur noch eine Restkapazität von 70 Prozent und weniger, werden sie als tot angesehen.“

Ein weiterer Blick in die Zukunft soll gestattet sein: Denn das von der japanischen Firma Sekisiu Chemical beschworene Silizium gilt tatsächlich als ein Hoffnungsträger bei Stromspeichersystemen. Vielleicht ist ja doch etwas dran an deren Wunderbatterie. „Silizium als Speichermaterial ist im Kommen, doch es ist schwierig zu handhaben“, gibt sich Fraunhofer-Mitarbeiter Würsig noch skeptisch. „Und dann steht auch immer noch im Raum: Wie teuer wird die Batterie? Wie crashsicher ist sie tatsächlich?“ Immerhin verspricht Silizium weitere Fortschritte bei der Energiedichte und damit letztlich höhere Reichweiten, die für das Schicksal der Stromer eine der Hauptrollen spielen.


Lesen Sie mehr zu diesem Thema

Teslas "Gigafactory": Elon Musks bislang größte Wette
Elon Musk kann positive Schlagzeilen gut gebrauchen. Nach dem tödlichen „Autopilot“-Unfall eines Kunden steht der Tesla-Chef in der Kritik. Die Einweihung der Batteriefabrik „Gigafactory“ ist eine willkommene Ablenkung. Aber das Projekt stellt ein großes Risiko dar.
Die Einweihung der Batteriefabrik „Gigafactory“ ist eine willkommene Ablenkung für Tesla-Chef Elon Musk.
Nissan xStorage: Zweites Leben für Hochvolt-Akkus
Die Zukunft des Elektroautomobils ist – allen Unkenrufen zum Trotz – nahezu gesichert. Die Zukunft seiner Hochvoltbatterie ebenfalls, wie Nissan das dieser Tage anlässlich des „Nissan Future Day“ in London zu vermitteln versuchte.
Lust auf noch mehr Wort?
Lust auf noch mehr Wort?
7 Tage gratis testen
E-Mail-Adresse eingeben und alle Inhalte auf wort.lu lesen.
Fast fertig...
Um die Anmeldung abzuschließen, klicken Sie bitte auf den Link in der E-Mail, die wir Ihnen gerade gesendet haben.