Die Wartezeit an der Ladesäule, wenn man mit einem fast leeren Elektroauto vorfährt, kann sich ziehen. Der Akku eines Harvard-Professors soll das ändern – und die Zeit auf wenige Minuten drücken.
Theoretisch sind längere Pausen nach Hunderten Kilometern Autofahrt keine schlechte Idee. Praktisch hat man aber nicht immer die Zeit, mal eben eine halbe Stunde oder länger auf dem Rastplatz zu verweilen, während der Akku des Elektroautos sich allmählich auflädt. Um das Problem zu lösen, muss neue Batterietechnik her – denn die aktuellen Akkus brauchen einfach eine gewisse Zeit am Kabel.
Harvard-Professor und Mitgründer des Universtität-Startups Adden Energy Xin Li will das mit seinem Team ändern – und präsentierte nun seine Arbeit an einem Feststoffakku, der sich in nur drei Minuten aufladen und dabei über 10.000 Zyklen aushalten soll.
Um seine Arbeit voranzubringen, erhielt Li von der Universität eine Lizenz und 5,15 Millionen US-Dollar Forschungsmittel, bereitgestellt durch private Kapitalgeber. Das soll es dem Team ermöglichen, den Prototypen marktreif zu machen und die Produktion zu starten.
Deutlich mehr Leistung fürs Elektroauto
Zunächst soll die Batterie wachsen, denn das aktuelle Versuchsobjekt ist noch sehr klein. Im ersten Schritt soll daraus eine Art Handy-Akku werden, um danach einen Akku für Elektroautos zu bauen. Für die Arbeit setzt sich das Team ein Zeitlimit von maximal fünf Jahren, die Energiedichte der Akkus soll 631 Wattstunden pro Kilo betragen. Zum Vergleich: Bei aktuellen Tesla-Akkus geht man von 126 bis 250 Wattstunden pro Kilo aus.
Die Energiedichte ist deshalb so wichtig, weil sie bestimmt, wie hoch die Reichweite ist und wie schwer eine Batterie dafür sein muss. Bei geringen Werten braucht es schlicht sehr viel Masse, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen. Je höher die Dichte, desto kleiner kann der Akku ausfallen – bei unveränderter Leistung.
Sogenannte Feststoffbatterien, oft auch Festkörperakkumulator genannt, gelten daher seit längerem als Heilsbringer für das lästige Reichweiten- und Ladezeitenproblem akueller Elektroautos. Vereinfacht gesprochen nutzen diese Akkus ein festes elektrisches Leitmedium (Elektrolyt) – und kein flüssiges. Dadurch können sie leichter und kompakter gebaut werden und bieten eine höhere Energiedichte. Sie benötigen keinen Kühlkreislauf, können deutlich mehr Zyklen erreichen und können sich nicht selbst zersetzen oder überhitzen, was die Sicherheit erhöht.
Und sollte man eine solche Batterie in wenigen Minuten laden können, spielt die Gesamtreichweite kaum noch eine Rolle – und erlaubt damit auch den Einsatz leichterer Bauteile. Bislang werden große Reichweiten durch besonders große Batterien erreicht – ein endlicher Weg, der sich nicht beliebig erweitern lässt.
Volkswagen forscht ebenfalls, Nio will Ende 2022 fertig sein
Auch andere Firmen forschen an solchen Akkus, etwa QuantumScape, ein durch den Volkswagen-Konzern finanziertes Unternehmen. VW selbst plant offiziell, die ersten Akkus aus dieser Forschung 2025 in Serie zu fertigen – das stimmt soweit mit Plänen von Adden Energy überein. Erst kürzlich sollen jedoch Verspätungen angekündigt worden sein, berichtet das Technik-Portal "Golem".
Der chinesische Autohersteller Nio will das alles schneller lösen: Schon Ende 2022 will man dort den ersten Festkörperakkumulator mit einer Energiedichte von 360 Wattstunden pro Kilo verbauen. Das ist, verglichen mit den Ergebnissen von Adden Energy, noch wenig – aber wäre viele Jahre früher am Markt. Zu den Ladezeiten hat sich Nio bislang nicht geäußert – noch ist Reichweite das Thema der Stunde.