Batterien im Elektroauto sind schwer. Batteriehersteller arbeiten daher fieberhaft daran, das Verhältnis Leistung zu Gewicht zu optimieren. Ein Ansatz liegt in der Cell-to-Pack (CTP)-Technologie, bei der die Batterie zum Teil der Karosserie wird und so Gewicht eingespart wird. Dieser Ansatz wird jedoch von vielen kritisch gesehen, da die Wartungs- und Recyclingfähigkeit deutlich erschwert wird. Der japanische Tesla-Zulieferer Panasonic geht nun einen anderen Weg: bis 2030 soll die Energiedichte der Batterien um 20 Prozent erhöht werden. Bei einem Model Y würde das 100 Kilometer mehr Reichweite bedeuten – bei gleicher Batteriegröße.
Möglich gemacht werden soll diese Steigerung der Energiedichte durch die Zugabe verschiedener Additive zum Elektrolyten, die es den individuellen Zellen ermöglichen sollen, mit höheren Spannungen zu arbeiten, ohne die Batterieperformance zu beeinträchtigen. So soll die Zellspannung von derzeit 4,2 auf 4,3 oder 4,4 Volt erhöht werden. „Wenn wir die Zellspannung auf 4,5 oder 4,6 Volt erhöhen können, ändert das die gesamte Sicht darauf, was in der Elektromobilität möglich ist. Das Rennen der Batteriehersteller dreht sich heute darum, potentere und effektivere Additive einzusetzen„, erklärte Shoichiro Watanabe, CTO bei Panasonic Energy, in einem Interview. Außerdem soll durch ein neues Material das sogenannte „Microcracking“ verringert werden. Wird eine Batterie geladen oder entladen, entstehen auf der positiven Elektrode kleine Risse, die die Haltbarkeit mit der Zeit beeinträchtigen. Um das zu vermeiden, sollen sogenannte „Einkristallmaterialien“ zum Einsatz kommen. Mit dem Ersatz des Graphits auf der negativ geladenen Elektrode durch silikonbasierte Materialien soll eine weitere Optimierung erreicht werden.
Panasonics aktuell am weitesten entwickelte Batterien weisen eine Energiedichte von 750 Wattstunden/Liter auf. Mit einer Erhöhung um 20 Prozent käme man auf 900 Wattstunden/Liter. Möglicherweise wird auch ganz auf die größeren 4680-Zellen umgestiegen, die bereits von Tesla und CATL produziert werden. Diese könnten die Produktionskosten gegenüber der aktuellen 2170-Generation senken. Wann genau die Entwicklung der neuen Zellchemie beginnt und ob diese nur in der 4680- oder auch in der 2170-Zelle zum Einsatz kommt, wollte das Unternehmen nicht kommentieren.
Experten sind zuversichtlich, dass eine Erhöhung der Batteriedichte um 20 Prozent möglich ist. Shirley Meng, Professorin an der Universität von Chicago und leitende Wissenschaftlerin am U.S. Argonne National Laboratory’s Center for Battery Science, ist jedenfalls optimistisch, „dass Panasonic dieses Ziel erreicht. Die Forschung hat vielversprechende Daten dazu gezeigt.“ Auch Panasonics Konkurrenten wie CATL, LG Energy Solutions und Samsung SDI würden an Batterien arbeiten, die schneller geladen werden können, länger halten und weniger kosten.
Die Produktion von 4680-Zellen soll in Japan jedenfalls schon im April 2023 beginnen. In den USA werden noch Produktionsstandorte gesucht.
Quelle: Reuters – EXCLUSIVE Tesla supplier Panasonic eyes 20 % jump in battery density by 2030
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