QuantumScape vermeldet Durchbruch bei Feststoff-Batteriezellen

QuantumScape vermeldet Durchbruch bei Feststoff-Batteriezellen

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Die Feststoffzelle gilt als das nächste große Ding bei der Akkutechnologie. Der Batterie-Spezialist und Volkswagen-Partner QuantumScape hat nun erste Erkenntnisse und Leistungsdaten zu seinen Prototypen-Zellen bekanntgegeben, an denen das Unternehmen schon seit gut zehn Jahren arbeitet. Die Zahlen sind durchaus vielversprechend und deuten darauf, hin, dass die US-Amerikaner ihr Versprechen einhalten können: Die Reichweite von Elektroautos um gut 80 Prozent zu erhöhen.

Wir glauben, die Leistungsdaten zeigen, dass Festkörperbatterien das Potenzial haben, die Lücke zwischen Elektro- und Verbrennerautos zu verkleinern und dazu beizutragen, dass Elektroautos zum weltweit dominierenden Verkehrsmittel werden“, sagte Firmenchef Jagdeep Singh bei der Veröffentlichung der Testdaten.

Vor allem die lange Ladedauer von Stromfahrzeugen ist bislang für viele E-Auto-Interessenten noch ein Kaufhindernis. Die Feststoffbatterie von QuantumScape soll genau dieses Problem gelöst haben: Sie soll innerhalb von nur 15 Minuten von Null auf 80 Prozent ihrer Kapazität geladen werden können. Auch die 80 Prozent mehr Reichweite im Vergleich zur aktuell gängigen Lithium-Ionen-Technologie seien im Bereich des Möglichen. Zudem soll der Feststoffakku von QuantumScape, ausgelegt als Lithium-Metall-Batterie, bis bislang größte Schwäche von Festkörperakkus beseitigt haben: Deren bislang unzufriedenstellende Zyklenfestigkeit. Der Akku des US-Unternehmens soll selbst nach 800 vollständigen Ladezyklen noch mehr als 80 Prozent seiner Ursprungskapazität aufweisen. Dies sei ausreichend für „hunderttausende Kilometer“, so Singh.

Außerdem soll der Feststoffakku extrem brandsicher sein und selbst bei widrigsten Temperaturen von bis zu Minus 30 Grad Celsius zuverlässig funktionieren. Stimmen die Angaben von QuantumScape, würde es sich tatsächlich um einen Durchbruch für die Batterieforschung und auch für die Elektromobilität handeln.

Davon profitieren würde zunächst unter anderem der Volkswagen-Konzern, der sich seit 2018 mit mehr als 300 Millionen US-Dollar an QuantumScape beteiligt hat und als größter Anteilseigner gut ein Drittel des Unternehmens hält. Ab 2024 wolle VW in die Massenproduktion der QuantumScape-Akkus einsteigen, wie die beiden Unternehmen bereits im September mitteilten.

Bis dahin sei allerdings noch weitere Entwicklungsarbeit nötig, so Singh. Demnach müssen nun die einschichtigen Prototypen-Zellen in mehrschichtige Zellen umgewandelt werden. Dann allerdings können langsam die Vorbereitungen für eine Massenproduktion starten.

Quelle: Electrive – QuantumScape nennt Leistungsdaten seiner Feststoff-Batteriezellen // t3n – Feststoff-Batterie von Quantumscape: Erste Testdaten deuten auf einen Durchbruch hin

Über den Autor

Michael ist freier Autor und hat stets das große Ganze im Blick: Darum schreibt er nicht nur über E-Autos, sondern auch andere Arten fossilfreier Mobilität sowie über erneuerbare Energien und Nachhaltigkeit im Allgemeinen.

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schon wieder ein Wunderakku….

es bleibt spannend

Kein Wunderakku – sondern solide Batterieforschung und es stehen etliche weitere Batterietypen in den Startlöchern, um in Zukunft günstigere Batterien mit größeren Reichweiten zu ermöglichen.

Für die Wasserstoffautos werden die Zeiten noch härter, sie werden eine Randnotiz in der Geschichte des Automobils bleiben. Die Automobilmuseen können schon mal einen Platz für H2-Autos frei machen.

Die deutschen Autohersteller sollten sich vom Wasserstoff verabschieden und nicht weiter Geld damit verbrennen, das dringend für die Weiternetwicklung von rein elektrischen Autos dringend benötigt wird.

Ich denke auch. Es sieht stark danach aus, als würden die BEVs in den nächsten 5 Jahren mit >700km Reichweite aufwarten. Dann hat sich Wasserstoff erledigt (die Infrastruktur hängt sowieso schon der ach so schlechten Ladeinfrastruktur meilenweit hinterher).. Selbst Toyota bringt jetzt BEVs raus…
Bei den deutschen Herstellern setzt glaube ich sowieso kaum einer ernsthaft auf Wasserstoff, was nicht heißt, dass es im Hintergrund am leben gehalten wird für alle Fälle. VW hat das offiziell ja schon abgehakt, Daimler hat sein FCell auf eingestellt bevor er richtig auf dem Markt war. BMW versucht sie Technologie-offen zu geben, aber selbst da scheint so ganz langsam die Einsicht einzukehren, dass es vermutlich doch eher BEVs werden. Man klammert sich aber noch mehr an die Verbrenner.
Bei LKWs usw. kann Wasserstoff dagegen durchaus seinen Platz finden.

2024…das ist weder Fisch noch Fleisch. Über das Stadium der Grundlagenforschung weg, aber noch weit von der Serienreife entfernt. Gut möglich, das der Akku bis dahin einen stillen Tod stirbt, weil einfach unüberwindbare Probleme einer kostengünstigen Massenproduktion entgegenstehen oder es noch ein paar Jahre länger dauert. Hoffnungsvoll stimmt mich, dass Quantumscape nicht die einzigen sind, die an der Feststofftechnologie arbeiten. Und mittlerweile sind Akkus ein Milliardengeschäft mit gewaltiger Wachstumsprognose, da wird jetzt auch bei F&E geklotzt.

Den „Wunderakku“ wird es wohl nicht von heute auf morgen geben, eher eine kontinuierliche Verbesserung bestehender Produkte. Verdoppelung der Leistungsdichte, halbierung des Preises, weitgehende Temperaturunempfindlichkeit und ein langzeitstabiler größerer Ladehub (von 20-80 zu 10-90% wäre schön, 0-100 % natürlich perfekt) bei einem Ladestrom von 4C wäre mein Wunschzettel für Weihnachten 2025. Dazu bedarf es sicher keines Wunders, aber sehr viel Fleiß und Entwicklungsarbeit wird dies schon noch benötigen…

Ich denke, wir sind auf dem Weg dazu, den Weihnachtszettel zu verwirklichen. Über die letzten 5 Jahre kann man die Entwicklung in diesem Bereich so charakterisieren: 1% weniger Gewicht, 1% weniger Kosten, 1% mehr Kapazität, 1% mehr Zyklusstabilität – pro Monat!

Frage ist nur ob sich am Ende das alles nicht als Luftnummer entpuppt wie viele andere Projekte auch…

Batterieentwicklung ist nichts für Ungeduldige.

Der Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator, auch LiCoO2-Akku, war das erste verfügbare elektrodenchemische System für einen Lithium-Ionen-Akkumulator. Die Brauchbarkeit als Elektrodenmaterial wurde 1980 von einer Forschergruppe … entdeckt. … Der erste kommerziell erhältliche Lithium-Ionen-Akku wurde als Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator von Sony im Jahr 1991 auf den Markt gebracht…

(Quelle: Wikipedidia)

Viele hätten vermutlich 1980 den Lithium-Ionen-Akku als „Luftnummer“ oder „Wunderakku“ bezeichnet.

Es hört sich erstmal nicht so an, als würde es eine Luftnummer. Scheinbar geht man schon in Richtung Serienreife. Auch wenn das halt noch ein paar Jährchen dauert. Aber 2024 ist auch wirklich nicht mehr so ganz lange hin. Wir haben sehr sehr bald schon 2021. Schaun wir mal. Es wird ja an sehr vielen Ecken geforscht. Was sich am Ende durchsetzt oder ob es mehrere Technologien geben wird, werden wir sehen. Es sieht aber stark danach aus, als dürften wir uns bis 2025 durchaus an Autos mit >700km Reichweite gewöhnen. Das ist ein wichtiger Aspekt.

Die ewigen Negativ-Denker, die keiner in dem größten Automobil-Wandel aller Zeiten braucht

So ist es. Hätte Ende des 19. Jahrhunderts jemand Zweifel gehabt, als Martha Benz mit ihren beiden Söhnen von Mannheim bis Pforzheim mit dem ersten Motorwagen ihres Mannes Carl Benz gefahren ist, hätte es nie PKWs mit Benzin oder Diesel Motor gegeben…Einige Jahre danach (um 1900) den ersten elektrischen PKW von Ferdi Porsche….

Wird denn da nicht wieder als Problem definiert, was gar keines ist ?

Die Ladedauer – ja mein Gott, wenn das Fahrzeug am Tag mehr steht als fährt, ist das doch eigentlich kein Problem, Strom haben wir doch fast überall, da fehlen nur eigentlich nur die Steckdosen für die E-Autos ! Für 90% aller Autofahrer würde doch eine Möglichkeit zur Aufladung über Nacht genügen, meinetwegen auch schön langsam, dafür akkuschonend, diese 15-Minuten-Hysterie ist doch nur eine gedankenlos aus der Benzinwelt mitgenommene Angewohnheit ohne wirkliche Relevanz ! Das Auto muss doch nicht „voll“ werden, derweil man daneben steht, das kann es doch auch wunderbar ohne die Anwesenheit seines Fahrers …

Und dann immer diese Reichweite – ja, die meisten Autos werden doch fast nie mehr als 100 km am Tag bewegt, da müssen doch nicht auf Teufel-komm-raus Reichweiten wie bei einem Diesel mit Riesentank rausgekitzelt werden…. Muss es wirklich mal weiter gehen, geht’s doch vielleicht auch mal per Bahn oder Hybrid-Mietwagen oder CarSharing !

Einfach mal ein wenig umdenken, dann kann alles so unglaublich easy werden …

Ja ich fürchte das ist so ein bisschen das Argument aus der Elektro-Blase. Klar ist das richtig, dass sich 90% der autos nicht mehr wie 100km pro Tag bewegen. Aber das ändert nichts an der Tatsache, dass das Auto, wenn wir zu flächendeckender E-Mobilität wollen, auch auf 1-2mal Langstrecke im Jahr ohne jeglichen Komfort-Verlust funktionieren muss. So sieht die Realität aus, wenn man alle davon überzeugen will. Ein Auto ist ja kein Handy, was ein paar 100€ kostet. Das muss unter allen Eventualitäten funktionieren, und nicht nur in der Alltagsnutzung.
Beim Fahrverhalten hinsichtlich Ansprechverhalten, Straßenlage, Beschleunigung und Fahrspaß ist es sowieso jedem Verbrenner überlegen (auch wichtig, gibt ja genug Auto-Liebhaber). Aber die Reichweiten Kritik wird bleiben solange man halt nicht zumindest mal 500km bei realem Reisetempo auf der Autobahn schafft.

Oh schon wieder ein Durchbruch der 1000 te dieses Jahr

Ich habe einen interessanten Kommentar dazu gesehen.

80% mehr Kapazität bedeutet bei einem heute durchschnittlichen Akku (also etwa 400km WLTP) zukünftig 750km. Und davon sollen dann 80% (nämlich von 0-80%) in 15Minuten aufgeladen werden. Also 80% von 750km = 600km. Bei einem Verbrauch von 15 kWh auf 100km wären das dann 90kWh in 15 min, was einer durchschnittlichen Leistung von 350kW entspricht.
Da reichen keine 350kW Ladesäulen um diese Zeit zu schaffen, weil ein Akku eine Ladekurve hat.D.h. beim Start ist die Leistung niedriger und ab etwa 50% Akkufüllung fällt sie auch wieder ab, so dass die Spitze höher sein muss.
Die Akkus grosser Fahrzeuge sind aber fast doppel so groß wie der heutige Durchschnitt. Also ein heutiger 100kWh Akku hätte mit 80% mehr Kapazität ja 180kWh, was noch grössere Ladeleistungen für kurze Ladezeiten verlangt.

Lange Rede kurzer Sinn: Wenn weiterhin die Ladepausen auf etwa Stromaufnahme für 250km optimiert werden sind die Ladepausen mit dem neuen Akku deutlich kürzer, soll der aber wirklich bei einer Pause etwa 80% nachgeladen werden, wird sich die Pausenzeit nicht wesendlich zu den heutigen verkürzen oder wir brauchen 1MW Ladesäulen.

Das ändert natürlich nichts daran, das durch diesen Feststoffakku Kleinwagen langstreckentauglich werden können.

Es ist glaube ich die Frage, wie die Ladekurve von einen Feststoffakkus aussieht. Es gibt ja Autos, die halten durch spezielle Zell-Chemie (und vermutlich dicken oberen Puffer) eine konstante Ladeleistung bis 80%. 350kW Säulen gibt es ja. Wenn die Leistung so einigermaßen durchgezogen wird, wäre das ja ok.

Wenn ich 80% in 10m min nachladen kann , dann reichen mir auch 200-400km Reichweite. Dann läd man halt 2-3x bei der großen Urlaubsfahrt. Ich fahr doch keine 600km am Stück. Also kleinerer Akku = billiger/leichter/weniger Rohstoffe.

Die Kunst des Denkens liegt darin, über den sichtbaren Horizont hinaus zu blicken. Kleiner Akku bedeutet „kurze“ Lebensdauer bezogen auf die Zyklusfähigkeit des Akkus. Ein großer Akku hat dabei eine längere Lebenserwartung. Auch ein kleiner Akku ist noch verhältnismäßig teuer. Im Endeffekt ist ein größerer Akku die preiswertere Variante.

Es wäre ein grosser Fortschritt für die Menschheit, die Quantenbatterie

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