Durchbruch bei Feststoffbatterien: Elektroautos in weniger als 11 Minuten auf 80% laden

Bearbeitet von: Tetiana Pin

Festkörperbatterie von Donut Lab

Batterie- und Autohersteller wetteifern seit Langem um die Ladegeschwindigkeit, und die neue Entwicklung, über die im Beitrag berichtet wird, fügt sich in dieses Rennen ein. Den Autoren zufolge sind die Feststoffzellen für eine Architektur mit 800 V ausgelegt und verlassen bereits das Labor in Richtung Produktionsvorbereitung. Die konkreten Teilnehmer des Konsortiums werden in der Meldung jedoch nicht genannt, und die angegebenen Werte konnten wir bisher nicht unabhängig bestätigen. Deshalb schauen wir uns an, was sicher bekannt ist.

Die angegebenen Ergebnisse – 1200 Zyklen thermischer Belastung und 94% erhaltene Kapazität – ließen sich in offenen Quellen nicht finden. Das inhaltlich nächste Beispiel stammt vom chinesischen Unternehmen Sunwoda: Es berichtete von einer polymeren Komposit-Feststoffbatterie, die mehr als 1200 Zyklen bei einer Kapazitätserhaltung von über 80% übersteht. Doch auch dort handelt es sich um vom Unternehmen erzielte Ergebnisse, und die Wärmetests wurden an einer einzelnen Zelle durchgeführt, nicht an einem fertigen Paket im Fahrzeug.

Die Geschwindigkeit lässt sich dabei an realen Daten überprüfen. Das finnische Unternehmen Donut Lab beauftragte unabhängige Tests beim staatlichen Forschungszentrum VTT. Darin erreichte die Zelle 80% in etwa 9,5 Minuten beim Laden mit 5C und bei 11C in 4,5 Minuten. Eine Vollladung dauerte etwas mehr als sieben Minuten. Doch das ist eine Laborzelle, und der Übergang zum Motorrad fiel deutlich bescheidener aus: Bei einer öffentlichen Prüfung an einer Station mit etwa 100 kW erreichte das Testpaket des Motorrads Verge TS 80% in ungefähr 12 Minuten.

Warum lohnt es sich überhaupt, um Minuten zu kämpfen? Moderne Batterien können Schätzungen von Forschern der University of California in Riverside zufolge für das Erreichen von 80% zwischen 30 und 45 Minuten benötigen. Der Grund liegt im Aufbau: Herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen verwenden einen flüssigen Elektrolyten, und ein starker Strom beim Schnellladen kann sowohl den Elektrolyten als auch die Anode beschädigen. Ein fester Elektrolyt ermöglicht es, Energie sicherer in die Batterie zu „pumpen“, und genau das macht Schnellladen realistisch.

Wichtig ist auch der oft ausgelassene Vorbehalt. Wenn Hersteller von „10 Minuten“ sprechen, meinen sie in der Regel den Bereich von 10% bis 80% und nicht eine Vollladung von null. Nach 80% senkt das Batteriemanagementsystem die Leistung, um die Zellen vor Überhitzung und beschleunigter Alterung zu schützen, weshalb die letzten Prozent deutlich langsamer geladen werden. Anders gesagt: Zahlen sollte man nur unter gleichen Bedingungen vergleichen.

Was die Interessen der Beteiligten angeht, ist klar, dass es für sie wichtig ist, schneller auf den Markt der Premium-Elektroautos zu kommen. Doch die Hauptfrage bleibt offen: Wie viel wird eine solche Batterie kosten, und kann die Produktion die Qualität bei der Massenfertigung halten? Parallel suchen Wissenschaftler in Laboren verschiedener Länder nach Wegen, die Ladezeit noch stärker zu verkürzen. So berichteten Forscher aus China und Kalifornien von einem Laden auf 80% in etwa neun Minuten, doch handelt es sich bisher nur um Laborproben.

Für den Fahrer ist der größte Gewinn weniger Stopps auf der Autobahn und weniger Zeit an der Ladesäule. Sollten sich die angegebenen Eigenschaften in Serienfahrzeugen bestätigen, könnte genau das einen der wichtigsten Kritikpunkte an Elektroautos beseitigen. Vorerst jedoch sollte man den großen Zahlen mit Vorsicht begegnen und die Ergebnisse von Tests in realen Fahrzeugen und in der Massenproduktion abwarten.

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Quellen

  • New Solid-State Battery Breakthrough Enables Sub-11-Minute EV Charging

  • Donut Lab 80% in 4.5 minutes independent test (Autoblog)

  • Solid-state battery survives 400°F heat, exceeds 1,200 cycles, targets 600-mile range (Interesting Engineering)

  • Solid-state battery survives 400°F heat test, targets 600-mile range (Google News)

  • Solid state battery achieves five-minute charging time (Fleet News)

  • Твердотельный аккумулятор Donut Lab зарядился на 80 % менее чем за 5 минут в независимых тестах (3DNews)

  • The Actual Battery From The World's First Production Solid-State EV Got Tested (The Autopian)

  • Solid-state batteries charge faster, last longer (University of California)

  • Твердотельные батареи: почему о них говорят и когда ждать настоящего прорыва (Хабр)

  • Твердотельные батареи и зарядка за 10 минут (NCars)

  • New 'doped' solid-state batteries can charge to 80 per cent in just nine minutes (Top Gear)

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