Akkutechnik: Neue Batterien in Entwicklung
Dass das Gewicht des Hyundai Kona EV von 1760 bis 1818 kg im Vergleich zum 1401 kg wiegenden Kona mit Verbrennungsmotor (Test) sehr hoch ist, wird wiederum teilweise durch die Bremsenergierückgewinnung („Rekuperation“) kompensiert. Eine bessere gravimetrische Energiedichte ist erstrebenswert, ohne extrem relevant zu sein. Der hohe Materialeinsatz beim batterieelektrischen Fahrzeug bleibt dennoch äußerst kritikwürdig.
Es ist absehbar, dass die einzelnen Zellen immer geschickter und enger in ein Batteriesystem gepackt werden. Zu Beginn dieses Jahrzehnts haben die Hersteller übergroße Sicherheitspuffer eingebaut. Diese können nun abgeschmolzen werden. Und weiterhin gilt, dass der Großteil des Gewichts auf die Verpackung entfällt. Wenn die Entwickler vom Know-how beim System sprechen, meinen sie unter anderem die Verbesserung des Verhältnisses von crashsicherer Verpackung (Aluminium, Stahl) zu elektrochemisch aktivem Material (Lithium etc.).
Noch gibt es Autos wie etwa den Volkswagen e-Golf oder den Nissan Leaf II, die ohne aktive Kühlung auskommen. Es ist offensichtlich, dass diese kostengünstige Auslegung schnell verschwinden wird. Der Grund dafür liegt in den immer dichter aneinander gepackten Einzelzellen sowie einer veränderten Zellchemie an der Kathode.
Geringer Kobaltanteil erfordert aktive Kühlung
Bei der Kathode werden oft Nickel, Kobalt und Mangan (NCM) eingesetzt. Kobalt ist wegen der tatsächlichen und der erwarteten Nachfrage teuer geworden, sein Preis schwankt extrem. Hyundai befürchtet sogar, dass es darum ab 2020 zu einer Kostenstagnation bei den Batterien kommen könnte. Außerdem werden rund zwei Drittel – Tendenz steigend – des Kobalts unter üblen Arbeitsbedingungen in der Demokratischen Republik Kongo gefördert.
In Serienautos konnte der Anteil des Kobalts bereits von einem Drittel auf 20 Prozent reduziert werden. Bei den Bezeichnungen werden die Mischverhältnisse von Nickel, Kobalt und Mangan angegeben: Aus NCM 111 wurde 622. Im kommenden Jahr startet die Produktion von 811-Akkus, also mit nur noch zehn Prozent Kobalt, die unter anderem im SUV Mercedes EQC 400 zum Einsatz kommen.
Weniger empfindlich
Dieses Übergangsmetall hat die positive Eigenschaft, die Zellen weniger temperaturempfindlich werden zu lassen. Wenn weniger Kobalt an der Kathode ist, wächst die Gefahr der Überhitzung der Batterie (Thermal Runaway), und die Lebensdauer sinkt auch. Die wirksame Gegenmaßnahme ist ein flüssigkeitsgekühltes Batteriesystem.
Das haben zum Beispiel sämtliche Teslas, der BMW i3 (Test) oder der Opel Ampera-e (Test). Die anderen werden nachziehen oder wie im Fall des Nissan Leaf hinnehmen müssen, dass die Batterie schnell warm wird und die Ladegeschwindigkeit aus Sicherheitsgründen herabgesetzt wird (#Rapidgate).