Toyota Motor hat angekündigt, die Produktion von Festkörperbatterien für die nächste Generation von Elektrofahrzeugen (EVs) voranzutreiben und damit eine Technologie auf den Markt zu bringen, die mehr Energiespeicherung und schnelleres Laden verspricht.

WIE UNTERSCHEIDEN SICH SOLID-STATE-BATTERIEN?

Festkörperbatterien verwenden dünne Schichten aus festen Elektrolyten, die Lithiumionen zwischen den Elektroden transportieren.

Die weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) verwenden dagegen flüssige Elektrolyte.

Festkörperbatterien wurden bereits in kleinen elektronischen Geräten wie Herzschrittmachern und intelligenten Uhren eingesetzt. Die Massenproduktion von Batterien für Elektroautos hat sich langsamer entwickelt.

Toyota hat nach eigenen Angaben ein Problem mit der Haltbarkeit von Festkörperbatterien gelöst, das den Weg für die Produktion ebnen würde, die voraussichtlich 2027-2028 beginnen wird.

WAS SIND DIE VORTEILE VON FESTKÖRPERBATTERIEN?

Sie wurden als "Gral" der Batterieentwicklung und als "Todeskuss" für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor bezeichnet, da sie sehr leistungsstark sind und mit einer einzigen Ladung eine große Reichweite ermöglichen.

Festkörperbatterien können mehr Energie speichern als flüssige Lithium-Ionen-Batterien, ein Vorteil, der den Übergang zu Elektrofahrzeugen beschleunigen könnte, indem er ein Anliegen der Verbraucher berücksichtigt: die Reichweite.

Eine Reuters-Umfrage vom März ergab, dass 35% der befragten Amerikaner sich ein Elektroauto mit einer Reichweite von 804 km oder mehr wünschen - eine Reichweite, die derzeit nur wenige bieten.

Festkörperbatterien werden auch als Möglichkeit angepriesen, die Ladezeit zu verkürzen.

Toyota erwartet, dass seine Festkörperbatterie eine Ladezeit von 10 Minuten oder weniger haben wird. Zum Vergleich: Das Tesla Supercharger-Netzwerk, das größte seiner Art, bietet eine Ladedauer von 321 km in 15 Minuten.

Und dann ist da noch die Sicherheit. Der Elektrolyt in flüssigen Lithium-Ionen-Batterien ist flüchtig und bei hohen Temperaturen entflammbar, d.h. es besteht die Gefahr von Feuer oder chemischen Lecks.

WARUM IST ES SO SCHWIERIG, FESTKÖRPERBATTERIEN HERZUSTELLEN?

Automobilhersteller und Technologieunternehmen haben Prototypen von Festkörperbatterien für Elektroautos hergestellt, waren aber bisher nicht in der Lage, diese in Serie zu produzieren.

Es ist schwierig, einen festen Elektrolyten zu entwickeln, der stabil und chemisch inert ist und dennoch einen guten Ionenleiter zwischen den Elektroden darstellt. Sie sind außerdem teuer in der Herstellung und anfällig für Risse.

Daher sind Feststoffbatterien viel teurer als flüssige Lithium-Ionen-Batterien.

Toyota gab keine Kostenschätzungen für seine neue Festkörperbatterie EV oder die zusätzlichen Investitionen bekannt, die das Unternehmen tätigen müsste, um die Produktion hochzufahren.

WER VERSUCHT, SIE HERZUSTELLEN?

Die meisten großen Autohersteller - mit Ausnahme von Tesla - haben ihre Entwicklungsbemühungen oder Partnerschaften bekannt gegeben.

Toyota hat die Entwicklung von Festkörperbatterien vorangetrieben und arbeitet bei entsprechenden Projekten mit Panasonic zusammen.

Nissan Motor, der erste Automobilhersteller, der mit dem Leaf ein Elektroauto für den Massenmarkt auf den Markt gebracht hat, hat erklärt, dass er Festkörperbatterien entwickelt und auf eine Massenproduktion bis 2028 hinarbeitet.

Honda entwickelt Festkörperbatterien, hat aber noch keinen Zeitplan für die Markteinführung genannt.

Das US-Batterie-Start-up QuantumScape, das von Bill Gates und Volkswagen unterstützt wird, hat nach eigenen Angaben Verträge mit sechs Elektrofahrzeugherstellern, darunter Volkswagen.

Automotive Cells Co, ein Joint Venture zwischen Mercedes-Benz, Stellantis und TotalEnergies, hat eine Vereinbarung zur Entwicklung von Festkörperbatterien mit dem taiwanesischen Batteriehersteller ProLogium Technology getroffen.

Ford und BMW haben in das in den USA ansässige Startup-Unternehmen Solid Power investiert, das Prototypen von Batterien herstellt. Hyundai Motor, ein weiterer Investor von Solid Power, hat angekündigt, bis 2030 Festkörperbatterien in Serie produzieren zu wollen.

Tesla hat keine detaillierten Pläne für die Entwicklung von Festkörperbatterien. Der Marktführer für Elektrofahrzeuge konzentriert sich auf die Einführung von leistungsfähigeren 4680-Zellen für seinen Cybertruck und andere Fahrzeuge. (Berichte von Tim Kelly, Sayantani Ghosh und Kevin Krolicki; Bearbeitung durch Christopher Cushing)