Festkörper-Batterie "Es tut sich eine Menge im Bereich der Batterieforschung"

16. Oktober 2023, 17:31 Uhr

Akkutechnologien spielen eine Schlüsselrolle bei der Energiewende. Mehrere Start-Ups, auch aus Europa, verkünden jetzt Durchbrüche bei der Leistung und Langlebigkeit. Wie realistisch sind diese Versprechen?

Einen Akku, der zehn Mal so viele Ladezyklen schafft wie bisherige Batterien mit Lithium-Ionen-Technologie, das verspricht aktuell ein Schweizer Start-Up. Die Grundlage dafür, eine Festkörper-Batterie, hat ein deutscher Forscher entwickelt, der zugleich zu den Gründern des neuen Unternehmens gehört. Die Firma vermarktet ihr Produkt als Gamechanger im Akku-Bereich, wie aktuell viele Unternehmen und Forschungsgruppen Durchbrüche verkünden beim Thema Stromspeicher, das von zentraler Bedeutung ist für das Gelingen eines Umbaus zu einer klimaneutralen Wirtschaft.

Aber wie realistisch sind solche Versprechen? Und können Deutschland und Europa den Vorsprung asiatischer Länder aufholen bei Batterietechnik? Holger Althues, Batterieforscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik in Dresden, kennt die deutsche Batterie-Forschung und weiß: Die großen Fortschritte sind tatsächlich möglich.

Wo steht denn die Batterieforschung derzeit in Deutschland?

Holger Althues vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden. Bildrechte: Fraunhofer IWS

Tatsächlich tut sich eine Menge im Bereich der Batterieforschung. Wir haben zum einen die Hochskalierung der heutigen Lithium-Ionen-Technologie, die ja schon sehr weit ausgereift ist und die in die großen Anwendungen wie die Elektrofahrzeuge reinkommt. Gleichzeitig findet Forschung an neuen Batteriespeichersystemen statt, und da ist insbesondere das Thema Festkörperbatterien zu nennen, mit denen die Eigenschaften der Batterien noch weiter verbessert werden können. Also sowohl die Lebensdauer, die jetzt hier im Fokus der Veröffentlichung steht, aber auch die Energiedichte, Steigerung und die Erhöhung der Sicherheit sind da die Gründe, warum man sich mit diesen neuen Systemen auseinandersetzt.

Ist die Frage der Langlebigkeit da die entscheidende?

Was die Lebensdauer der Batteriezellen angeht, muss man vor allem berücksichtigen, dass allein die Erhöhung der Lebensdauer nicht ausreicht. Man muss für die Anwendung in der Elektromobilität, aber auch für stationäre Speicher ein ganzes Anforderungsprofil von verschiedensten Eigenschaften erfüllen. Dazu zählen auch Energiedichte, die Leistungsdichte, die Sicherheit und vor allem die Kosten der Batteriezellen. Und es ist einfach, im Labor eine Zelle mit hoher Lebensdauer herzustellen. Oft erfüllen solche Prototypen dann aber nicht gleichzeitig die anderen Kriterien.

Also so einfach ist es nicht. Da müssen mehrere Faktoren dann am Ende auch tatsächlich unterm Strich passen. Wie ist denn da Deutschland gegenüber der Konkurrenz aufgestellt? Zum Beispiel aus China? Denn gerade so bei E-Autos sind ja die Chinesen im Moment die, die den Markt dort beherrschen.

Ja, die Lebensdauer wird ja maßgeblich durch die Batterien und da insbesondere durch die Batteriezellen bestimmt. Und bisher gibt es ja in Europa noch nicht die große Massenfertigung von Batteriezellen für die Elektromobilität, sodass die Batteriezellen in Elektroautos auch heute insbesondere aus Asien oder von asiatischen Herstellern kommen. Die Herstellung von Batteriezellen in Europa ist im Aufbau und ich denke, dass dort zunächst keine großen Sprünge in der Performance zu erwarten sind. Da werden sich die deutschen Batteriezellen nicht so deutlich von den asiatischen Batteriezellen unterscheiden. Was dann wirklich jetzt in der Forschung passiert, was im Labor passiert, das ist noch mal eine ganz andere Geschichte. Und da denke ich, sind führende Gruppen auch in Europa und Deutschland zu finden, die dort die Grundlagen legen für die nächste Generation von Batteriezellen.

In Sachen Forschung: Sehen Sie da in Deutschland genügend Unterstützung für die Batteriezellenforschung, sodass man hier perspektivisch vielleicht auch ein Stück die Nase vorn haben kann?

Ja, es gibt in Deutschland sehr gute Förderprogramme, um die Forschung im Bereich der Batterien für die nächste Generation von Energiespeichern voranzutreiben. Da gibt es große Programme durch das BMBF Cluster, die die Kompetenzen bündeln. Und ich denke, da ist Deutschland wirklich gut aufgestellt.

Interview: Kristin Weber, Bearbeitung: Clemens Haug