Probleme beim Stellantis-Feststoffakku

Der Automobilkonzern Stellantis meldet in Zusammenarbeit mit dem US-Zulieferer Factorial Energy einen entscheidenden Fortschritt bei der Entwicklung von Feststoffakkus. Man validierte die gemeinsam entwickelten „FEST“-Festkörperbatteriezellen erfolgreich für den Einsatz in Fahrzeugen. Die innovative Technologie bietet eine hohe gravimetrische Energiedichte von 375 Wh/kg und gilt als wichtiger Nachfolger der herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus. Neben einer hohen Energiedichte punkten die Zellen zudem durch eine schnelle Ladefähigkeit. Folglich ist eine Aufladung in nur 18 Minuten von 15 auf über 90 Prozent möglich. Trotz des Fortschritts bleibt eine Herausforderung bestehen, denn mit nur rund 600 Ladezyklen liegt die Lebensdauer deutlich unter der von Flüssigelektrolyt-Akkus (1.500 bis 2.000 Zyklen). Stellantis plant, die Festkörperbatterien ab 2026 in einer Demonstrationsflotte unter realen Bedingungen zu testen.

Erfolgreiche Validierung des Feststoffakkus

Im Rahmen der Kooperation zwischen dem europäischen Herstellerkonglomerat Stellantis und Factorial Energy, einem Spezialisten aus den USA, gaben die Partner die erfolgreiche Validierung der FEST-Zellen bekannt. Nun sieht sich Stellantis auf dem Weg, eine Führungsposition in der Entwicklung von Festkörperbatterien einzunehmen. Ned Curic, Chief Engineering and Technology Officer von Stellantis, sprach explizit von einem „Durchbruch“, der die ehrgeizigen Ziele des Unternehmens unterstreiche und an die Spitze der Festkörper-Revolution bringen soll.

Stellantis, das bereits im Jahr 2021 eine Investition von 75 Millionen US-Dollar in Factorial tätigte, plant nun die nächste Phase einzuleiten. Demzufolge wolle man ab 2026 die Feststoffakkus in einer Fahrzeug-Testflotte erproben. Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit der Batterien im regulären Fahrbetrieb zu bewerten. Im Zuge dieser Tests wird auch die Optimierung der Batterie-Architektur vorangetrieben, um das Gesamtgewicht zu senken und somit die mögliche Reichweite der künftigen E-Modelle zu optimieren. Überdies hat auch Mercedes hohe Investitionen in das Unternehmen getätigt und testet seit Februar die Feststoffakkus im Mercedes-Benz EQS in Straßentests.

Technische Leistung – Kapazität und schnelles Laden

Die Festkörpertechnologie gilt als der nächste revolutionäre Schritt im Bereich der Energiespeicher. Bekanntermaßen versprechen sie ‒ im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus mit flüssigem Elektrolyten ‒ ein höheres Potenzial hinsichtlich der Energiedichte und Ladeleistung. Die validierten FEST-Zellen von Factorial demonstrieren dieses Potenzial anschaulich, denn die gravimetrische Energiedichte liegt bei 375 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg). Der Wert ist nahezu doppelt so hoch wie der gängigen Flüssigelektrolyt-Akkus in modernen E-Autos, die sich typischerweise in einer Spanne von 160 bis 250 Wh/kg bewegen. Darüber hinaus zeigen die Zellen eine geringe Temperaturempfindlichkeit und sollen in der Lage sein, bei Außentemperaturen von eisigen –30°C bis zu sommerlichen 45°C zuverlässig zu arbeiten.

Das Manko mit der kurzen Lebensdauer

Trotz bemerkenswerter Fortschritte in puncto Energiedichte und Ladekapazität gibt es ein Manko, das Stellantis und Factorial noch lösen müssen. Die Festkörperzellen erreichen aktuell lediglich eine begrenzte Zyklenlebensdauer bzw. Haltbarkeit von rund 600 Ladezyklen, was eine erhebliche Herausforderung für die Massenproduktion von E-Autos birgt. Denn für E-Fahrzeuge ist die Langlebigkeit der Batterie ein entscheidendes Kaufkriterium. Demzufolge steht diese Kennzahl im deutlichen Kontrast zu den Werten, die mit herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus mit flüssigen Elektrolyten möglich sind. Diese weisen in der Regel eine Lebensdauer von mindestens 1.500 bis 2.000 Zyklen auf. Für diesen signifikanten Unterschied in der Haltbarkeit müssen die beiden Partner künftig eine Lösung entwickeln.

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