Elektroautos: Forscher aus China versprechen Akku für maximal acht Prozent der bisherigen Kosten

Forscher in China versprechen Kostensenkung – und vertrösten. Bild: Owlie Productions, Shutterstock.com

Neuer Festkörperelektrolyt soll ohne Lithium auskommen. Kosten pro Kilo unter 15 US-Dollar. Technologie für Vermarktung aber wohl noch nicht ausgereift.

Chinesische Forscher arbeiten weiterhin mit Hochdruck daran, Speichertechnologie zu entwickeln, mit denen die rasant wachsende Elektroautoindustrie von US-Sanktionen unabhängig wird. Zudem sollen die Kosten für die Akkus gesenkt werden. Nun wollen Forscher der University of Science and Technology of China (USTC) in der Provinz Anhui einen Durchbruch erzielt haben.

In der Fachzeitschrift Angewandte Chemie beschreibt das Forscherteam eine neuartige Festkörperbatterie, die die Leistung Speicher neuerer Generationen erreichen soll – jedoch zu einem Bruchteil der Kosten.

Diese Entwicklung könnte China seinem Ziel näherbringen, das erste Land zu werden, das eine kommerziell tragfähige Lösung für die als zukunftsträchtig geltende wiederaufladbare Batterietechnologie anbietet, heißt es in dem Artikel, der Ende April verfasst und Ende Juni nach Prüfung publiziert wurde.

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Festkörperbatterien gelten als vielversprechende Alternative zu den verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen.

Die Vorteile von Festkörperbatterien liegen vorwiegend in schnelleren Ladezeiten, besserer Leistung und höheren Sicherheitsstandards, da sie feste Stoffe anstelle von flüssigen Elektrolyten verwenden. Doch trotz dieser Vorteile verhindern bislang hohe Material- und Produktionskosten eine breite kommerzielle Anwendung.

Die Forscher des USTC haben nun einen neuartigen Festkörperelektrolyten namens LPSO entwickelt – eine Abkürzung für Li7P3S7.5O3.5. Bei seiner Herstellung wird kein Lithiumsulfid benötigt.

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Der Preis für LPSO wird von den Autoren auf etwa 14,42 US-Dollar pro Kilogramm geschätzt. Das wären weniger als acht Prozent der Rohstoffkosten anderer Festkörperelektrolyte, die in der Regel mehr als 195 US-Dollar pro Kilogramm kosten.

Der leitende Forscher Ma Cheng erklärte in einem Interview mit der chinesischen Zeitung Science and Technology Daily, die vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie der Volksrepublik China herausgegeben wird, dass eine kommerziell rentable Festkörperbatterie für weniger als 50 US-Dollar pro Kilogramm hergestellt werden müsse.

Stabile Laufzeit von bis zu 4.200 Stunden?

Die Leistung von LPSO entspricht den Forschern zufolge den besten derzeit verfügbaren Festkörperelektrolyten und bietet eine gute Anodenkompatibilität, die für die Leistungsstabilität entscheidend ist. In Kombination mit Lithiummetall konnte eine Batterie bei Raumtemperatur über 4.200 Stunden lang stabile Zyklen aufrechterhalten.

Trotz der Fortschritte betont Ma, dass die Leistung des neuen Materials bis jetzt nicht ideal ist und weitere Verbesserungen angestrebt werden. Chinesischer Forscher haben wiederholt Durchbrüche in verschiedenen Wirtschaftsbereichen vermeldet, ohne dass diese Entwicklungen für die Vermarktung ausgereift sind.

Staatliche Initiative seit 2021

China setzt stark auf die Entwicklung eigener Speichertechnologien. Vor diesem Hintergrund hat Beijing im Januar 2021 die China All-Solid-State Battery Collaborative Innovation Plattform ins Leben gerufen, ein Konsortium aus Regierung, Wissenschaft und Industrie, dem auch die Autobatteriehersteller CATL und BYD angehören. Europa scheint den Anschluss zu verlieren.

Auch Branchengrößen wie Toyota und Samsung planen, ihre eigenen Festkörperbatterien bis 2027 auf den Markt zu bringen.