Feststoffbatterie

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Demonstration der Technologie in simulierter, dem späteren Einsatz entsprechender Umgebung - beim industriellen Einsatz im Fall von Schlüsseltechnologien

Beschreibung

Bei der Feststoffbatterie liegen sowohl der Elektrolyt als auch die Elektroden in fester Form (z.B. keramische Oxide, Sulfide) vor. Im Hinblick auf eine Marktdurchdringung von batterieelektrischen Fahrzeugen (battery electric vehicle, BEV) wird die erfolgreiche Entwicklung von Feststoffbatterien als wesentlicher Meilenstein betrachtet. Dies liegt insbesondere an großen Potenzialen zur Erhöhung der Fahrzeug-Sicherheit durch den Wegfall des brennbaren Flüssigelektrolyts. Ebenfalls wird eine wesentliche Erhöhung der Energiedichten im Zusammenhang mit Feststoffbatterien erwartet. Zuletzt durchgeführte Langzeittests lassen zudem auf eine hohe Anzahl von Ladezyklen schließen, bevor es zu Einbußen bei der Batteriekapazität kommt.

Entsprechend groß sind die Entwicklungsaktivitäten vonseiten der Fahrzeug-Hersteller und -Zulieferer. Beispielsweise plant BMW noch vor 2025 ein erstes Demonstrator-Fahrzeug auf Basis der Feststoff-Technologie, während Volkswagen gemeinsam mit Quantumscape ab 2025 erste Pilotanlagen für die Serienfertigung plant.

Chancen
  • Erhöhung der Fahrzeugsicherheit
  • Gewichts-, Volumen- und Kosteneinsparungen durch den Wegfall von Sicherheitsvorkehrungen, die bei alternativen Batterietechnologien erforderlich sind
  • Zeitersparnisse bei Ladevorgängen
  • Erhöhung der Energiedichte
  • Hohe Anzahl von Ladezyklen möglich, bevor die Batteriekapazität spürbar abnimmt
Herausforderungen
  • Es könnten Probleme durch die unterschiedlichen volumetrischen Änderungen einzelner Zellbestandteile entstehen
  • Die Herstellung Li-Folien (Anode) mit ausreichend niedriger Dicke ist komplex
  • Bei hohen Ladeströmen droht eine Dendritenbildung
Quellen:
  • ElektroMobilitätNRW (2023): Wann kommt der „Super-Akku“?, zuletzt geprüft am 29.11.2023.
  • Prawitz, Sven (2022): „Wir schätzen den Wettbewerb“. E-AUTO-BATTERIEN. In: Automobil Industrie 6, S. 14–16.
  • HAW Landshut (2023): Die kommende Generation von Batterien. In: Produktion 02.
  • Günnel, Thomas (2023): Einmal alles, bitte! In: Automobil Industrie 1, S. 20–25.
  • Handelsblatt (2024): VW erzielt Durchbruch bei Feststoffbatterie. Online verfügbar unter Volkswagen: VW erzielt Durchbruch bei Feststoffbatterie (handelsblatt.com), zuletzt geprüft am 12.01.2024

Trend

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Demonstration der Technologie in simulierter, dem späteren Einsatz entsprechender Umgebung - beim industriellen Einsatz im Fall von Schlüsseltechnologien