Ohne Ladestopp mit dem E-Auto von Koblenz nach Florenz fahren? Ein neuer Super-Akku soll das ermöglichen: die Feststoffbatterie. Die hält auch länger als der bisherige Lithium-Ionen-Akku, sie lädt schneller und ist viel sicherer.
Forscher von Start-ups und von vielen Autoherstellern arbeiten daran. BMW, Mercedes, Nissan, Peugeot und Opel sind im Rennen um die neue Technik. Toyota präsentierte 2023 einen Feststoff-Akku mit 1.000 Kilometer Reichweite. Eine Batterie von VW und dem US-Start-up QuantumScape schaffte jetzt im Test mehr als 1.000 Ladezyklen mit weniger als 5 Prozent Kapazitätsverlust.
Feststoffakku punktet mit deutlich höherer Energiedichte
"Die Feststoffbatterie ist ein großer Hoffnungsträger", erklärt Professor Martin Winter, Leiter des MEET Batterieforschungszentrums der Universität Münster sowie des Helmholtz-Instituts Münster (eine Außenstelle des Forschungszentrums Jülich). "Sie bietet eine um 30 Prozent höhere Energiedichte als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus."
"Feststoffbatterie" heißt sie, weil sie statt einer Flüssigkeit (wie die bisherigen Akkus) einen festen Stoff enthält, in dem sich die Ladungsträger beim Laden oder Entladen bewegen. Er kann aus Kunststoff oder Keramikteilchen bestehen. Der Feststoff verhindert einen gefährlichen chemischen Prozess bei langfristiger Nutzung der innovativen Super-Akkus.
Als Ladungsträger dienen (wie gewohnt) Lithium-Teilchen. Bisherige Akkus speichern sie beim Laden durch Einlagern in Grafit, im Feststoffakku bildet sich stattdessen eine Schicht aus Lithiummetall. Der Vorteil: "Lithiummetall hat pro Kilogramm eine um den Faktor zehn höhere Speicherkapazität als Grafit", so Winter. "Dadurch enthält der Feststoffakku viel mehr Ladungsträger. Daher liefert er mehr Energie pro Kilo Akku."
Experten erwarten Einsatz in Premiummodellen ab 2027
Noch aber gibt es einige Herausforderungen. So nimmt das Volumen des Super-Akkus beim Laden stark zu und beim Entladen wieder ab. Das Verarbeiten des Feststoffs bei der Herstellung ist auch kein Selbstläufer. Zudem ist die Feststoffbatterie teurer als bisherige Akkus.
Erste Serien im Markt erwarten Experten von Porsche Consulting daher frühestens im Jahr 2027 – und zwar bei Premiummodellen.
Feststoffakku: Die Anwendungen
- Elektrisch fahren: Der Feststoffakku soll Reichweiten von 1.000 und mehr Kilometern ermöglichen – zuerst in Premiummodellen.
- Elektrisch fliegen: Flugtaxis mit zwei bis sechs Sitzen sollen mit Akku möglich werden, voraussichtlich auch kleine Flieger (mit 20 Sitzen).