Feststoffzelle: Hartnäckiges Problem enträtselt
Wie durchwachsen Dendriten eine Zelle? Neue Beobachtungen aus der Todeszone der Akkus könnten die Entwicklung der Feststoffzelle beschleunigen.
Herkömmliche Traktionsbatterie von Mercedes-Benz mit Sichtfenster zur Visualisierung des Aufbaus.
(Bild: Mercedes-Benz)
Eine große Hoffnung auf dem Gebiet der Akku-Entwicklung für Elektroautos sind seit Jahren Zellen mit festem Elektrolyt. Robustes Material an dieser Stelle ist nicht nur entflamm- und auslaufsicher, es soll zudem höhere Ladeströme, einen weiteren Temperaturbereich und mehr Zyklen verkraften. Wenn dadurch die Vorkonditionierung fürs Laden und die Kühlung bei Stromentnahme entfallen, sinken Aufwand und Kosten, aber auch der Platzbedarf. Nicht nur die volumetrische Kapazität soll sich deutlich verbessern: Selbst konservative Entwickler erwarten dank Materialien mit höheren elektrochemischen Potenzialen eine gravimetrische Energiedichte von 400 bis 500 Wattstunden pro Kilogramm.
Das wäre eine Steigerung auf den doppelten Energiegehalt bei gleichem Gewicht heutiger NMC-Zellen von 200 bis 250 Wh/kg, was einem Elektroauto entweder eine deutlich höhere Reichweite oder eine kleinere, leichtere Batterie bringen würde. Nach einem ziemlichen Wirbel vor rund fünf Jahren ist es allerdings erstaunlich ruhig um die Feststoffzelle geworden. Nicht nur haben andere Technologien Boden gutgemacht, auch sind bei der Solid-State-Battery Probleme bis heute ungelöst geblieben.
„Gamechanger“ mit grundsätzlichem Problem
Für Thomas Schmall, Konzernvorstand Technik bei Volkswagen, hat die Feststoffzelle daher das „Potenzial, zu einem Gamechanger in der E-Mobilität zu werden.“ Vorserientests schienen das belegen zu können. Die Ankündigungen aller großen Hersteller waren in den vergangenen Jahren von ähnlich großem Optimismus getragen. So kündigte BMW 2021 etwa Feststoffspeicher „deutlich vor 2025“ an. Daimler und Stellantis verkündeten im selben Jahr ihre Kooperation. Daran, dass bis heute noch keine von ihnen in Großserie eingelöst wurde, zeichnet sich indes ab, dass es noch etwas länger dauern könnte, als in den Führungsetagen der Autoindustrie erhofft. Tatsächlich haben Feststoffzellen noch mindestens ein ungelöstes Problem.
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