350 Wh/kg: Chinesische Hersteller bringen Semi-Feststoffbatterien auf die Straße

Feststoffbatterien gelten seit Jahren als der nächste große Sprung in der Elektromobilität. Doch während vollständig feststoffbasierte Zellen weiterhin auf ihren Serieneinsatz warten, drängt eine Zwischenlösung auf den Markt: die Semi-Feststoffbatterie. In China sind die ersten Fahrzeuge damit bereits im Verkauf.

Zwei Welten in einer Zelle

Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien nutzen flüssige Elektrolyte, um Ionen zwischen den Elektroden zu transportieren. Diese Flüssigkeiten sind brennbar und können unter Extrembedingungen einen thermischen Durchbruch auslösen. Vollständige Feststoffbatterien ersetzen die Flüssigkeit durch feste Materialien und versprechen damit mehr Sicherheit und höhere Energiedichte. Fertigungsprobleme, hohe Kosten und Materialgrenzen bremsen jedoch bislang die Serienreife.

Semi-Feststoffbatterien gehen einen anderen Weg: Sie kombinieren feste Elektrolytmaterialien mit einer deutlich reduzierten Menge an Flüssigkeiten. Das Ergebnis ist eine Zelle, die sich in bestehende Fertigungslinien integrieren lässt und gleichzeitig Sicherheit sowie Energiedichte gegenüber klassischen Lithium-Ionen-Zellen verbessert.

China invcestiert in großem Stil

Für die chinesische Batterieindustrie hat die Technologie einen entscheidenden Vorteil: Sie lässt sich in der bestehenden Produktionsinfrastruktur herstellen. Jin Yong, Akademiemitglied der Chinesischen Akademie für Ingenieurwesen, bezeichnet sie als realistische Route zur Industrialisierung, weil keine komplett neuen Fabriken und Lieferketten nötig sind.

Ein geringerer Flüssigkeitsanteil senkt das Risiko eines thermischen Durchbruchs. Forscher:innen gehen außerdem davon aus, dass die Technologie die Kälteleistung verbessert, also genau dort punktet, wo herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen mit Reichweitenverlusten und verlangsamtem Laden kämpfen. Mehr Energie im gleichen Gewicht bedeutet zudem mehr Reichweite, ohne dass schwerere Akkupakete nötig werden.

Erste Fahrzeuge, ehrgeizige Ziele

Mehrere chinesische Unternehmen haben die Laborphase hinter sich gelassen. SAICs MG-Marke stattet den MG4 und den MG4X mit Hybrid-Feststoffzellen aus, die in Zusammenarbeit mit dem Batteriehersteller Qingtao Energy entwickelt wurden. Tests sollen Verbesserungen bei Langlebigkeit, Sicherheit und Kälteverhalten gezeigt haben.

Dongfeng Motor erprobt die Technologie unter seinen Marken Nammi und ePi. Das Unternehmen strebt eine Serienproduktion von Batterien mit einer Energiedichte von 350 Wattstunden pro Kilogramm an. Dieser Wert würde zu den höchsten zählen, die derzeit im Automobilbereich entwickelt werden.

Kein direkter Ersatz für Lithium-Ionen-Akkus

Trotz des wachsenden Interesses warnen Expert:innen vor überzogenen Erwartungen. Produktionsvolumen sind noch begrenzt, die Kosten liegen über denen klassischer Batterien, und Hersteller:innen arbeiten weiter an Materialien, Zelldesign und Langzeitstabilität. Zhu Xichan, Fahrzeugsicherheitsexperte und früherer Professor an der Tongji-Universität, geht davon aus, dass flüssige, semi-feste und vollständig feste Batterien noch viele Jahre nebeneinander existieren werden. Jede Technologie bedient andere Anwendungen und Märkte, und keiner der drei Ansätze wird die anderen kurzfristig verdrängen.

via InterestingEngineering