Das Rennen um die Festkörperbatteriezelle

Autor: Die Redaktion

Veröffentlicht am: 23.07.2021

In der Entwicklung der Batterietechnik macht vor allem die Festkörperbatterie immer mehr von sich reden. Es gibt bereits mehrere Akteure, die die Brücke vom ersten Prototypen hin zur Serienfertigung schlagen wollen. QuantumScape, Solid Power und SolidEnergy sind die Batteriespezialisten im Wettkampf – VW, BMW, GM und Ford sind die Kunden. Toyota wiederum entwickelt selbst.

QuantumScape mit VW
Der US-amerikanische Festkörperbatterie-Spezialist QuantumScape hat mit dem Volkswagen-Konzern einen wichtigen Partner bei der Entwicklung seiner Batterien gewonnen. VW sieht im Rahmen seiner eigenen Entwicklungsstrategie zur elektrischen Mobilität die Festkörperbatterie als wesentlichen Bestanteil der aktuellen Zukunftsplanungen. Dafür haben die Wolfsburger bislang 300 Millionen US-Dollar in das Unternehmen QuantumScape investiert. Resultat sind erste prototypische Zellen, die in deutschen Laboren getestet wurden. „Die QuantumScape-Zellen haben die zuvor vereinbarten technischen Meilensteine in unseren Labors in Deutschland erreicht“, verkündete Frank Blome, Leiter der „Center of Excellence“-Batteriezelle des VW-Konzerns im vergangenen April.

QuantumScape selbst baut derzeit eine Pilotanlage für Festkörperbatteriezellen. Auf die Anlage „QS-0“ im kalifornischen San José soll gemeinsam mit VW schon bald der Nachfolger „QS-1“ entstehen. Letztere soll anfangs eine Leistung von 1 Gigawattstunden bereitstellen und später auf 24 Gigawattstunden pro Jahr kommen. Das Unternehmen ist zudem seit Ende 2020 an der Börse gelistet.

Solid Power mit Ford und BMW
Auch BMW vertraut auf ein Joint Venture im Bereich der Festkörperbatterien. Ebenso wie Ford, ist BMW bereits seit einigen Jahren Partner der in Colorado beheimateten Festkörperbatterieexperten von Solid Power. Im vergangenen Mai haben beide Autobauer ihr Engagement in einer 130 Millionen US-Dollar schweren Investitionsrunde zusammen mit Volta Energy Technologies erneuert. Ziel ist es, Festkörperbatterien mit 100 Amperestunden Leistung für erste Validierungstests schon 2022 zur Verfügung zu stellen. Bereits 2020 sollen Tests an den Zellen von Solid Power ein hohes Potenzial offenbart haben.

Unternehmensangaben zufolge ist es ein großer Vorteil der „Solid Power“-Technologie, dass die Zellen sich in vorhandenen Produktionsanlagen fertigen lassen und daher keine neue Infrastruktur notwendig ist. Die mehrschichtigen Feststoffbatterien werden laut BMW auf der „Roll-to-roll-Produktionslinie“ des Konzerns hergestellt, die ausschließlich branchenübliche Lithium-Ionen-Produktionsprozesse und -anlagen nutzt.

SolidEnergy Systems mit GM und womöglich Hyundai
Auch GM vertraut in seiner batterieelektrischen Zukunft auf die Unterstützung eines Batteriespezialisten. 139 Millionen US-Dollar hat GM dafür bereits in das MIT-Spin-off-Unternehmen SolidEnergy Systems investiert. Aktuellen Berichten zufolge zeigte sich zuletzt auch Hyundai an einer Partnerschaft mit SolidEnergy interessiert. Die Koreaner planen demnach eine Investition von 100 Millionen US-Dollar. GM und wohl auch Hyundai werden kommende Generationen ihrer Fahrzeugbatterien mit den Zellen von SolidEnergy ausrüsten, um damit mehr Leistungsfähigkeit ihrer Batteriesysteme zu erzielen. GM hat indes bereits angekündigt, bis zum Jahr 2023 zusammen mit SolidEnergy eine Prototyp-Produktionslinie in Woburn im US-Bundesstaat Massachusetts zu errichten.

Toyota im Alleingang
Es gibt unterdessen auch große Automobilhersteller, die mit der Festkörperbatterie planen, das aber Medienberichten zufolge im Alleingang stemmen wollen. So hatte Toyota Ende 2020 angekündigt, schon 2021 seine selbst entwickelte Festkörperbatterie auf den Markt zu bringen. Versprochen wurde damals ein „Game Changer für die gesamte Industrie“ mit 500 Kilometern Reichweite und einer Ladegeschwindigkeit von null auf 100 Prozent in zehn Minuten. Anschließend gab es dazu jedoch keine Neuigkeiten mehr, so dass die Nachrichtenseite „Nikkei Asia“ Ende Mai 2020 fragte: „Können Japan und Toyota das Rennen um die Festkörperbatterie gewinnen?“

Wann kommt die Festkörperbatterie auf den Massenmarkt?
Vermutlich und wie so oft in der Entwicklung des batterieelektrischen Marktes erreichen Innovationen den Markt früher als gedacht. Allerdings scheint die Festkörperbatterie vor allem im letzten Schritt zur Massenmarkttauglichkeit enorme Herausforderungen mit sich zu bringen. Einige Unternehmen sind aus dem Rennen um die entsprechende Technik bereits ausgestiegen. Anfang März 2020 stoppte beispielsweise Fisker sein Festkörperbatterie-Projekt. „Wir kamen zu dem Schluss, dass Festkörperbatterien immer noch sehr, sehr weit weg sind – sie sind nicht um die Ecke“, sagte Geschäftsführer Henrik Fisker: „Es ist eine Art Technologie, bei der man das Gefühl hat, zu 90 Prozent am Ziel zu sein – und man dann merkt, dass die letzten zehn Prozent viel schwieriger sind als die ersten 90.“

Quellen:

https://www.electrive.net/2021/04/05/vw-investiert-weitere-100-millionen-dollar-in-quantumscape/

https://www.electrive.net/2021/05/04/bmw-und-ford-investieren-in-feststoff-akku-spezialisten-solid-power/

https://www.electrive.net/2021/07/05/hyundai-investiert-wohl-in-solidenergy/

https://www.electrive.net/2021/04/20/gm-investiert-in-feststoffbatterie-spezialist-ses/

https://asia.nikkei.com/Spotlight/Most-read-in-2020/Toyota-s-game-changing-solid-state-battery-en-route-for-2021-debut

https://asia.nikkei.com/Business/Business-Spotlight/Can-Japan-and-Toyota-win-the-solid-state-battery-race

https://www.theverge.com/2021/2/26/22279995/fisker-inc-electric-vehicle-interview-solid-state-batteries-ocean-suv-spac