Festkörperbatterien von Solid Power: Erste Details

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Solid Power hat erste Details seiner Plattformtechnologie für Festkörperbatterien bekanntgegeben. Sie erlaubt höhere Energiedichten, schnelleres Laden und könnte sogar die Kosten für Kathodenmaterialien um 90 Prozent senken.

Architektur für verschiedene Festkörperbatterien

Die Plattform von Solid Power, einem Batteriehersteller aus Colorado, ist eine Festkörper-Architektur für verschiedene Zellchemien. Sie ermöglicht sowohl Anoden mit hohem Siliziumgehalt als auch Lithium-Metall-Anoden, die mit kommerziell ausgereiften Kathoden wie NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid) kombinierbar sind.

Die Plattform kann auch kostengünstige Konversionskathoden mit hoher spezifischer Energie verwenden, die für Lithium-Ionen-Batterien oder andere, auf flüssigen Elektrolyten basierende Zellarchitekturen nicht geeignet sind. Solid Power zufolge könnten solche Konversionskathoden in Verbindung mit einer Lithium-Metall-Anode Kobalt und Nickel in der Kathode komplett überflüssig machen. Das würde die Kosten für die aktiven Kathodenmaterialien der Festkörperakkus um 90 Prozent senken. Zu diesen Kathoden macht Solid Power jedoch keine weiteren Angaben.

Massenproduktion ab 2026

Solid Power plant insgesamt drei Zelldesigns für Festkörperakkus, die in Elektroautos zum Einsatz kommen sollen. Die Herstellung ist mit den Anlagen und Prozessen möglich, die aktuell für Lithium-Ionen-Batterien genutzt werden.

Ab Ende 2021 will Solid Power eine Zelle mit hochkonzentrierter Siliziumanode mit 20 Amperestunden (Ah) herstellen. 2022 soll eine Zelle mit 100 Ah folgen. Zwei Jahre soll die Vorserienproduktion beginnen, die Massenproduktion im Gigawattbereich dann 2026. Da die Anode einen Siliziumanteil von 50 Prozent hat, erreicht sie die vierfache Ladungsdichte herkömmlicher Graphit-Anoden, bei denen der Silizium-Anteil nur 2 bis 3 Prozent beträgt. Die Festkörperbatterie von Solid Power soll zudem eine Energiedichte von 390 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) erreichen. Zum Vergleich: Aktuelle Lithium-Ionen-Akkus erreichen etwa 270 Wh/kg.

Ab 2028 will Solid Power dann mit der Produktion von Akkus mit Lithium-Metall-Anoden beginnen. Dieser Batterietyp hat zwar eine geringere Ladungsdichte als die Batterien mit Siliziumanode, dafür aber in Kombination mit Nickel-Kathoden eine höhere Energiedichte von 440 Wh/kg. Solid Power will außerdem eine Schwefelkathode entwickeln, die im Zusammenspiel mit aktuellen NMC-Anoden eine noch höhere Energiedichte möglich macht.

BMW und Ford sind Entwicklungspartner

Solid Power zielt mit seinen Festkörperbatterien auf große Autohersteller ab und erwartet, dass die Batterien sicherer sind, höhere Energiedichten erreichen und weniger kosten als die derzeit leistungsstärksten Lithium-Ionen-Batteriezellen. Zu den Entwicklungspartnern des Unternehmens gehören BMW und Ford. Die beiden Hersteller waren neben Volta Energy Technologies auch an der letzten Finanzierungsrunde von Solid Power beteiligt, die dem Unternehmen 130 Millionen US-Dollar einbrachte. BMW und Ford wollen die Festkörperakkus in kommenden Elektrofahrzeugen verbauen. BMW hat ein erstes Demonstrator-Fahrzeug mit Festkörperakku noch deutlich vor 2025 angekündigt.

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