Neue Batterie-Technologie 09.12.2013, 07:00 Uhr

E-Autos könnten zukünftig Reichweiten von 600 Kilometer schaffen

Akkus mit der dreifachen Kapazität zu deutlich niedrigeren Preisen: Das verspricht sich ein japanisches Unternehmen von neuen Batterieelektroden aus Silizium. Elektroautos könnten dadurch zukünftig nicht nur deutlich weiter fahren, sondern auch erheblich günstiger werden. 

Beginnt das japanische Unternehmen Sekisui Chemicals wie geplant im Jahr 2015 mit der Produktion der neuen Batterien, könnten E-Autos deutlich günstiger werden und bessere Reichweiten erzielen. 

Beginnt das japanische Unternehmen Sekisui Chemicals wie geplant im Jahr 2015 mit der Produktion der neuen Batterien, könnten E-Autos deutlich günstiger werden und bessere Reichweiten erzielen. 

Foto: dpa/Oliver Berg

In Japan konnte jetzt ein technischer Durchbruch bei der Entwicklung von Lithium-Akkus erzielt werden. Sekisui Chemical ist es gelungen, mit Hilfe neuer Materialien einen Akku zu entwickeln, der das Dreifache der Energiemenge herkömmlicher Stromspeicher vorhält.

Mit der neuen Bauweise soll vor allem eine Kostensenkung pro Kilowattstunde um 60 Prozent erreicht werden. Für den Endverbraucher bedeutet das auf der einen Seite eine deutlich längere Laufzeit von Elektroautos, sie sollen mit einer Ladung zukünftig bis zu 600 Kilometern fahren können. Auf der anderen Seite könnten elektrische Fahrzeuge in Zukunft nur unwesentlich mehr kosten als Benzin- oder Dieselautos.

In herkömmlichen Akkus kommen Kohlenstoff-Anoden zum Einsatz

Wenn ein Lithium-Ionen-Akku geladen wird, bewegen sich positiv geladene Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode. Der Prozess wird bei der Entladung umgekehrt. Je mehr Lithium-Ionen die Anode aufnehmen kann, desto mehr Energie kann der Akku insgesamt speichern.

Bislang verwendete man bei Lithium-Ionen Akkus stets Kohlenstoff-Anoden. Dabei hat sich die Energiekapazität dieser Batterien ohne neue Materialien um rund sieben Prozent im Jahr erhöht. Diese Steigerungen wurden im Wesentlichen durch technische Verfeinerungen erreicht.

Nun lässt sich für Batterieelektroden auch Silizium verwenden

Die nun erreichte erhebliche Kapazitätssteigerung wird durch den Einsatz von Silizium anstelle von Kohlenstoffmaterialien für die negative Elektrode erreicht. Eine neuartige Silizium-Legierung löst dabei das bisherige Haltbarkeitsproblem des Materials, das bislang die Verwendung von Silizium verhinderte.

Denn obwohl Silizium theoretisch eine zehnfache Lithium-Aufnahmekapazität im Vergleich zu Kohlenstoff besitzt, war es bislang schwierig, daraus eine praktikable Batterieelektrode zu formen. Mit den Lithium-Ionen, die sich bei Lade- und Entladevorgängen durch die Elektroden bewegen, beginnt sich nämlich das Silizium langsam zu zersetzen und bricht schließlich.

Batterien sollen ohne Flüssigkeit auskommen

Der japanische Chemieproduzent Sekisui, dessen Domäne Plastikmaterialien sind, entwickelte für den Elektrolyten außerdem ein festes Polymer-Elektrolyt-Material, das Elektrizität innerhalb der Batterie leitet. Auf diese Weise ist es nicht mehr notwendig, dass die Batterien aufwendig mit einer Flüssigkeit gefüllt werden müssen. Außerdem erhöht sich die Produktionsgeschwindigkeit der Batterien um das Zehnfache.

Produktionskosten für Batterien sinken 

Nach Aussagen von Sekisui Chemical wird es möglich, die Batterie-Produktionskosten mit Hilfe der neuen Materialien auf nur noch rund 30.000 Yen oder umgerechnet rund 290 Dollar pro Kilowattstunde zu senken. Heute muss man dafür 100.000 Yen bezahlen. In den Augen von Autoexperten müssen die Batteriekosten für ein konkurrenzfähiges Elektroauto unter 30.000 Yen pro Kilowattstunde liegen.

Serienproduktion beginnt 2015

Sekisui Chemical treibt die Dinge inzwischen schnell voran und will die ersten Testprodukte bereits im kommenden Sommer sowohl an japanische als auch ausländische Batteriehersteller verschicken. Das Unternehmen plant die Massenproduktion schon ab 2015. Ziel ist es, sich selbst in die Produktion einzuschalten. Der jährliche Umsatz wird zunächst mit 20 Milliarden Yen prognostiziert. Dem japanischen Marktforschungsunternehmen Fuji Kezai zufolge soll sich der Weltmarkt für Lithium-Ionen Akkus bis 2017 auf 840 Milliarden Yen verfünffachen.

Im Vergleich zu Hybrid-Autos konnten sich Elektroautos bisher aufgrund ihrer geringen Reichweite, aber auch wegen der hohen Batteriekosten, nicht recht am Markt durchsetzen. Ein Batterieset für ein Elektroauto kann bisher leicht zwei Millionen Yen oder umgerechnet rund 1.500 Euro kosten. 

Top Stellenangebote

BORSIG ZM Compression GmbH-Firmenlogo
BORSIG ZM Compression GmbH Verfahrensingenieur/in Meerane
Bourns Sensors GmbH-Firmenlogo
Bourns Sensors GmbH Ingenieur/in Prozessentwicklung / Verbindungstechnik Taufkirchen / München
AutoVision –Der Personaldienstleister GmbH & Co. OHG Projektingenieur Konstruktiver Ingenieurbau (m/w) Stuttgart
AutoVision –Der Personaldienstleister GmbH & Co. OHG Projektingenieur Leit- und Sicherungstechnik (m/w) Stuttgart
AutoVision –Der Personaldienstleister GmbH & Co. OHG Projektingenieur Tunnelbau (m/w) Stuttgart
AutoVision –Der Personaldienstleister GmbH & Co. OHG Prozessingenieur (m/w) deutschlandweit
AutoVision –Der Personaldienstleister GmbH & Co. OHG Versuchsingenieur Kraftstoffversorgungsanlagen (m/w) Stuttgart
ExxonMobil Chemical Central Europe GmbH-Firmenlogo
ExxonMobil Chemical Central Europe GmbH Technischer Vertriebsingenieur (m/w) Köln
Emerson Climate Technologies GmbH Application Engineer for electronic products in the HVAC/R industry (m/f) Aachen
Sprick GmbH Bielefelder Papier- und Wellpappenwerke & Co.-Firmenlogo
Sprick GmbH Bielefelder Papier- und Wellpappenwerke & Co. Patentingenieur / Wirtschaftsingenieur (m/w) Bielefeld