Lithium-Ionen-Batterien haben die Nase vorn

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Heute werden in Hybridfahrzeugen noch Nickel-Metallhydrid-Batterien eingesetzt – doch was den Energiespeicher der Zukunft angeht, so sind sich laut Fetzer nahezu alle Automobilhersteller und Zulieferer einig: In erster Linie komme eine Batterie mit Lithium-Ionen-Technologie in Frage.

Lithium-Ionen-Batterien müssen bei Kosten und Reichweite optimiert werden

„Die Lithium-Ionen-Technologie hat mittel- und langfristig viel bessere Perspektiven. Diese Erkenntnis basiert auf einer Reihe von Vorteilen, die diese Technologie aufweist. So bietet die Lithium-Ionen-Zelle eine erheblich bessere Leistungsdichte und aufgrund einer hohen Nennspannung eine höhere Energiedichte als Nickel-Metallhydrid-Zellen“, so Fetzer. Weitere Vorteile seien die hohe Zyklenfestigkeit, eine große kalendarische Lebensdauer sowie die signifikant geringere Selbstentladung.

Aktuell sind die verfügbaren Batterien noch zu teuer: Wie Fetzer erläutert, wird für eine Strecke von 200 km mit einem elektrischen Fahrzeug, das 1000 kg wiegt, eine Batterie mit 35 kWh benötigt. Eine solche Batterie würde heute pro Kilowattstunde etwa 500 Euro kosten, was bei 35 kWh rund 17 000 Euro ausmacht. „Für das Jahr 2015 visieren wir einen Preis von 350 Euro pro kWh an, womit eine Batterie mit 35 kWh Kapazität rund 12 000 Euro kosten würde“, so Fetzer.

Steigende Stückzahlen senken Batteriekosten bei der Elektromobilität

Wie Schulz erläutert, sind die Batteriekosten natürlich stark stückzahlabhängig. „So kostet die Kilowattstunde für einen Prototypen noch rund 2000 Euro, bei einer Stückzahl von etwa 100 Fahrzeugen sinken die Kosten schon auf 1000 Euro pro Kilowattstunde. Bei Tausender-Stückzahlen fallen die Preise dann deutlich darunter. Stärkster Kostentreiber sind dabei die Lithium-Ionen-Zellen“, sagt Schulz.

Weiterentwickelt und optimiert werden müssen die Batterien allerdings nicht nur hinsichtlich der Kosten; auch die Reichweite, die Sicherheit und die Lebensdauer stellen Erfolgskriterien eines Elektrofahrzeuges dar. Vom Verbraucher gefordert werden Reichweiten von 200 km, doch dazu muss die Energiedichte laut Fetzer noch um den Faktor zwei verbessert werden.

„Bei der Verbesserung der Energie- und Leistungsdichte optimieren wir in erster Linie die Materialien der Zellenchemie. Auf diesem Wege wollen wir bis 2012 eine Leistungsdichte von über 4000 W und eine Energiedichte von größer 150 Wh/kg für Elektrofahrzeuge erreichen“, so Fetzer weiter. Innerhalb von drei Jahren würden damit wichtige Kennwerte der Batterie um 30 bis 40% gesteigert.

Skalierbare Batteriesysteme für unterschiedliche Konzepte zur Elektromobilität

Akasol Engineering hat für sein Batteriemodul den Bayerischen Staatspreis für die beste Energiespeicherlösung „E-Car-Tec Award“ erhalten und sieht das größte Potenzial der Speichertechnik in der Qualitätssicherung und Kostenreduktion. Schulz erläutert: „Darauf legen wir momentan unseren Fokus. Mit dem Akasol Intelligent Battery Module (AIBAM) haben wir bereits einen Standard geschaffen, der mit zunehmender Stückzahl immer preiswerter wird. Unser System steht für Zuverlässigkeit, Sicherheit und ein modulares Systemdesign, das wir passgenau für unterschiedliche Elektrofahrzeug-Konzepte konfigurieren können.“

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