Neuer Akkutyp soll Reichweite von Elektroautos verdoppeln

Das Start-up Seeo hat Akkus entwickelt, die weitaus mehr Energie speichern als konventionelle. Damit ließen sich Elektroautos entweder billiger machen oder ihre Reichweite stark erhöhen.

Eine experimentelle Lithium-Ionen-Batterie mit Materialien, die in einem Labor des US-Energieministeriums entwickelt wurden, speichert doppelt so viel Energie wie die Batterien in den meisten aktuellen Elektroautos.

Wenn sich die Technologie kommerzialisieren lässt, könnte sie bezahlbare Elektroautos mit einer Reichweite von mehr als 350 Kilometern ermöglichen, sagt Hal Zarem, CEO des Start-ups Seeo, das mit daran arbeitet. Heute kosten die billigsten Elektroautos in den USA rund 30.000 Dollar und haben meist Reichweiten von unter 170 Kilometern.

Alternativ könnte die erhöhte Speicherkapazität auch genutzt werden, um die Größe der Akkupakete bei gleicher Reichweite zu halbieren, was Elektroautos merklich billiger machen würde. Ein konventionelles Akkupaket für 170 Kilometer Reichweite kostet rund 10.000 Dollar.

Seeo hat seinen Sitz in Kalifornien und vor kurzem 17 Millionen Dollar Kapital aufgenommen, unter anderem von Samsung Ventures. Im nächsten Jahr will es die ersten Akkus zur Evaluation an Kunden liefern.

Der schon vorhandene Prototyp wird als Festkörperakku bezeichnet: Statt eines flüssigen Elektrolyts wie in konventionellen Lithium-Ionen-Akkus kommt ein fester zum Einsatz, was eine Reihe von potenziellen Vorteilen bedeutet. Außerdem wird reines Lithium verwendet, das eine höhere Speicherkapazität ermöglicht. Andere Unternehmen haben bereits ähnliche Festkörperakkus mit reinem Lithium entwickelt, kamen damit aber – zumindest bei großen Batterien, wie sie für Autos benötigt werden – meist nicht auf so gute Werte wie Seeo.

Normalerweise leiten feste Elektrolyten Ionen nicht so gut wie flüssige. Außerdem bilden sich bei reinem Lithium leicht Metallablagerung, auch bezeichnet als Dendriten, die Kurzschlüsse verursachen. Dieses Problem wird meist gelöst, indem man Lithium in Kombination mit anderen Materialien wie etwa Graphit verwendet.

Der Festelektrolyt von Seeo enthält stattdessen zwei Polymerschichten. Eine ist weich und leitet Ionen, die andere ist hart und bildet eine physische Barriere zwischen den Elektroden. Dies soll Kurzschlüsse durch Dendriten verhindern.

Unternehmen mit ähnlichen Konzepten auf der Grundlage von reinem Lithium haben versucht, dieses Problem auf andere Arten zu lösen, die aber auf Kosten der Speicherkapazität gingen. Seeo hat eine andere Möglichkeit gefunden, verrät aber keine Details dazu.

Laut Zarem lassen sich die neuen Akkus mit den bestehenden Anlagen zur Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus produzieren. Das könne dazu beitragen, die Kosten niedrig zu halten.

Allerdings sind noch wichtige Fragen offen. Noch zum Beispiel weiß Seeo nicht, wie oft sich die Batterie aufladen lässt. In einem noch laufenden Test haben Prototypen bislang 100 Zyklen hinter sich gebracht, für die Nutzung in der Praxis müssten es aber mindestens 1000 Zyklen sein.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass konventionelle Lithium-Ionen-Akkus immer billiger und besser werden. Tesla Motors und Panasonic etwa streben über eine massive Erhöhung der Akkuproduktion Elektroautos an, die bei 320 Kilometern Reichweite nur noch 35.000 Dollar kosten.

(Hinweis vom 8.1.15, 10:42 Uhr: Dieser Artikel wurde nach Hinweisen von aufmerksamen Leser geändert. Ursprünglich hatte es darin geheißen, der Elektrolyt bestehe selbst aus Lithium. Wir bitten um Entschuldigung)

(sma)