BASF und Gotion kooperieren bei Gemstone-Feststoffzellen

Der chinesische Batterieproduzent Gotion High-tech und der deutsche Chemiekonzern BASF vereinbarten eine strategische Kooperation, um die Marktreife der Feststoffakku-Technologie voranzutreiben. Im Zentrum der Partnerschaft steht dabei die gemeinsame Forschung an Hochleistungsmaterialien, die technische Hürden bei der Kommerzialisierung überwinden sollen. Beide Unternehmen arbeiten bereits seit 13 Jahren eng zusammen. Während Gotion – an dem Volkswagen mit rund 26% beteiligt ist – seine Pilotlinie für die „Gemstone“-Zelle (300 Wh/kg) einbringt, liefert BASF die chemische Expertise.

Erste Integrationstests in Serienfahrzeugen sind bereits für das Jahr 2027 geplant, die Massenproduktion soll 2030 folgen. Der Chemiekonzern ist bereits bei Wettbewerbern wie Welion aktiv, bündelt nun aber mit Gotion die Kräfte für Integrationstests in Serienfahrzeugen ab 2027 und die Massenproduktion ab 2030.

Überblick: Festkörperakku-Allianz Gotion und BASF

Von der Materiallieferung zur gemeinsamen Zellentwicklung

Die kürzlich am Hauptsitz von Gotion in Hefei (China) unterzeichnete Absichtserklärung führen die beiden Partner ihre langjährige Geschäftsbeziehung fort. Bereits seit 2011, dem Beginn der frühen Phase des industriellen Markthochlaufs der Elektromobilität, arbeiten BASF und Gotion eng zusammen. Somit bildet die 13-jährige Zusammenarbeit ein solides Fundament, um von der reinen Materialzulieferung hin zu einer Entwicklungspartnerschaft überzugehen, in der Chemie-Know-how (BASF) und Zell-Design (Gotion) in die Architektur der Feststoffzelle einfließen.

Das Zusammenspiel von VW, BASF und Gotion

Volkswagen ist mit rund 26% an Gotion High-tech beteiligt und nutzt das Unternehmen als strategischen Partner für die Produktion der sogenannten Einheitszelle. Demzufolge haben technologische Fortschritte bei der „Gemstone“-Zelle direkte Auswirkungen auf die zukünftige Elektro-Strategie des VW-Konzerns. Gleichzeitig festigt der Chemiekonzern BASF seine Position als zentraler Akteur in der chinesischen Batterielandschaft und ist bereits als Materiallieferant für Wettbewerber wie Welion aktiv – das Unternehmen, das die Semi-Solid-State-Zellen für Nio liefert.

Synergien bei Materialien und Skalierung

Die Zusammenarbeit konzentriert sich auf die gemeinsame Forschung und Entwicklung an den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Batteriekomponenten. Sie zielt darauf ab, die spezifischen Stärken beider Partner zu nutzen, um die Kommerzialisierung der Festkörpertechnologie voranzutreiben. Die Entwicklung von Feststoffakkus scheitert meist nicht am Prinzip selbst, sondern an der Stabilität der Materialien im Dauerbetrieb. Eine der größten Hürden ist der instabile Übergang an der Grenzfläche zwischen dem festen Elektrolyten und den Elektroden.

Überwindung technischer Hürden: BASF und Gotion konzentrieren sich auf die Optimierung von Kathodenmaterialien und festen Elektrolyten, die auf eine höhere Ionenleitfähigkeit und Grenzflächenstabilität ausgelegt sind. Zu den Hauptproblemen zählen wachsende Grenzflächenwiderstände sowie mechanische Ausdehnungen während der Ladezyklen. Durch die chemische Expertise von BASF ‒ etwa bei speziellen Bindemitteln wie Oppanol ‒ sollen Materialien entwickelt werden, die diese Spannungen kompensieren und die Grenzflächen stabilisieren.

Synergien bei der Skalierung: Gotion bietet mit seiner 0,2 GWh Pilotlinie die notwendige Infrastruktur, um neue Materialmischungen unter realen Bedingungen zu testen. Ziel ist es, die Ionenleitfähigkeit innerhalb der Zelle zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten pro Kilowattstunde durch stabilere Fertigungsprozesse zu senken.

Die „Gemstone“-Batterie: Technische Kennzahlen und Pilotphase

Gotion High-tech setzt bei seiner Festkörper-Strategie auf die „Gemstone“-Zelle, die sich im Gegensatz zu vielen rein theoretischen Konzepten bereits in der praktischen Erprobung befindet.

• Energiedichte: Gotion gibt für die aktuelle Generation einen Wert von 300 Wh/kg an. Damit liegt die Zelle über dem Niveau gängiger Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyten.
• Fertigungseffizienz: In der 0,2-GWh-Pilotlinie erzielt Gotion laut eigenen Angaben eine Erstausbeute (First Pass Yield) von über 90%. Dieser Wert gilt als wichtiger Fortschritt, da eine hohe Ausbeute als Voraussetzung für eine wirtschaftliche Serienfertigung gilt. Bisher galt die präzise Verbindung der Festkörper-Grenzflächen in der automatisierten Montage als Hauptursache für hohe Ausschussquoten.
• Technologische Fortschritte: Entwicklungsdaten aus der Pilotproduktion zeigen deutliche Verbesserungen bei zentralen Leistungsparametern der Festkörperzelle. Laut Gotion konnte die Ionenleitfähigkeit des Sulfid-Elektrolyten um etwa 60% gesteigert werden. Gleichzeitig erhöhte sich die Zellkapazität um rund 150%, während die notwendige mechanische Vorspannkraft des Zellstapels um 90% reduziert wurde.
• Materialfokus: Die Zusammenarbeit mit BASF zielt darauf ab, die chemische Zusammensetzung der Kernmaterialien so zu optimieren, dass technische Hürden – wie die Grenzflächenstabilität – auch bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten bestehen bleiben.

Zeitplan bis zur Serienreife

Im Rahmen der Zusammenarbeit planen die beiden Unternehmen eine schrittweise Skalierung der Technologie. Für 2026/2027 ist der Beginn von Integrationstests in Fahrzeugen sowie eine Kleinserienfertigung vorgesehen. Die geplante Zielmarke für den Start der großflächigen Massenproduktion ist das Jahr 2030. Dies verdeutlicht, dass die Validierung der Sicherheits- und Langlebigkeitsparameter bei Feststoff-Elektrolyten langjährige Testzyklen erfordert.

Dieser Zeitplan ist im Branchenvergleich realistisch eingeordnet, da die vollständige Absicherung der Sicherheits- und Langlebigkeitsparameter bei Feststoff-Elektrolyten langjährige Testzyklen unter Realbedingungen erfordert.