Die Batterie der Zukunft

Elektroauto der Zukunft mit einer Batterie der Gegenwart: einem Lithium-Ionen-Akku

Es könnte gut sein, dass der große Durchbruch des Elektroautos mit einer längst bekannten Technologie gelingt. Vielleicht müssen wir gar nicht mehr auf die Entwicklung einer heute noch unbekannten Technik warten, sondern tragen diese schon völlig selbstverständlich mit uns herum. Denn die Revolution bei den Stromspeicherakkus für elektrische Geräte hat längst stattgefunden. Seit einigen Jahren haben Lithium-Ionen-Akkus alle anderen Batterien nahezu verdrängt. Zuverlässig und ausdauernd versorgen sie heute unsere Handys und Laptops mit Strom. Sie sind relativ leicht und haben keinen Memory-Effekt, d. h. sie laden sich tatsächlich immer voll auf und können diese Ladung auch vollständig wieder abgeben.

Größere Reichweite und kürzere Ladezeit

Bisher hatten Akkus für Elektroautos mit einigen Schwierigkeiten zu kämpfen. Eines der gravierendsten war die Reichweite. Ein Auto, das alle 50 Kilometer neu aufgeladen werden muss, ist nur sehr bedingt alltagstauglich. Die Lithium-Ionen-Akkus schaffen mehr: Bis zu 150 Kilometer können mit ihnen bestückte Prototypen inzwischen bewältigen, ohne an die Steckdose zu müssen.

Fazit: Lithium-Ionen-Akkus speichern eine gehörige Portion Strom bei vergleichsweise niedrigem Akku-Gewicht und sie können an jeder beliebigen Steckdose in einer vertretbaren Zeit aufgeladen werden. Zwar dauert das Laden noch deutlich länger, als den Benzintank an der Tankstelle zu füllen. Aber stundenlange Laderituale gehören der Vergangenheit an. Im Labor gelingt das vollständige Aufladen inzwischen in 20 Minuten. Dem Durchbruch steht aber noch ein ökonomisches Argument im Wege. Denn bisher sind Lithium-Ionen-Akkus der entsprechenden Größe beeindruckend teuer. Das dürfte sich allerdings nachhaltig ändern, sobald die Elektroautos ausgereift sind und häufiger produziert werden als heute. Mit der massenhaften Produktion großer Akkus für die neuartigen Autos wird ihr Preis deutlich nachgeben.

Akku in Flammen?

Ein anderes Problem bremste die Verbreitung der Elektroautos bisher in viel stärkerem Maße als die geringe Reichweite und der hohe Preis. Denn auch wer bereit ist, sein Auto alle paar Kilometer für einige Zeit an einer Steckdose abzustellen und zudem noch genügend Geld für das exklusive Gefährt hat – vor den Sicherheitsrisiken der Lithium-Ionen-Akkus konnte niemand die Augen verschließen: Unter Umständen können die Akkus ihre gespeicherte Energie auch völlig unkontrolliert abgeben. Viel muss gar nicht passieren. Ein einfacher Kurzschluss im Akku reicht aus. Und der kann bisher relativ einfach ausgelöst werden: entweder durch eine mechanische Verletzung bei einem Unfall oder durch bloße Überhitzung. Der ganze Akku geht dann in kürzester Zeit in Flammen auf und wäre für die Insassen eine große Gefahr.

Doch nun ist Forschern des Energiekonzerns Evonik in dieser Frage ein Durchbruch gelungen. Sie haben eine spezielle Keramik-Membran erfunden, die in der Batterie verhindert, dass die Lithium-Ionen-Batterien explodieren. Die Membran befindet sich zwischen dem Plus- und dem Minuspol des Akkus und verhindert, dass es zu einem inneren Kurzschluss kommen kann. Im Testbetrieb in einem Elektroauto hat sich diese Folie als exzellente Lösung erwiesen.

Einen anderen Ansatz haben die Entwickler der GAIA Akkumulatorenwerke verfolgt. Sie haben einen ganz speziellen Lithium-Ionen-Akku kreiert. Dieser gibt, anders als gewöhnliche Akkus, bei steigender Temperatur nicht plötzlich besonders viel Energie ab, weil er auf einer anderen chemischen Grundlage beruht. Bei den gewöhnlichen Akkus konnte dadurch eine Selbstentzündung ausgelöst werden – diese Gefahr ist bei dem neuen Akku gebannt.

Mit den neuen Entwicklungen steht der stärkeren Verbreitung von Elektroautos möglicherweise einiges weniger im Weg als jemals zuvor.