Sulfidbasierter Feststoffakku von Huawei für 3.000 km Reichweite?

Huawei meldete ein Patent für eine sulfidbasierte Festkörperbatterie an, die potenziell Reichweiten von bis zu 3.000 Kilometern und Ladezeiten von nur 5 Minuten für Elektrofahrzeuge ermöglicht. Mit einer genannten Energiedichte von 400 bis 500 Wattstunden pro Kilogramm übertrifft diese Technologie aktuelle Lithium-Ionen-Akkus deutlich. Insbesondere die Elektromobilität ist auf Fortschritte im Batteriebereich angewiesen. Denn mit steigender Reichweite und sinkenden Ladezeiten werden Elektroautos attraktiver für Verbraucher. Obschon Fachleute das Potenzial der Entwicklung loben, betonen sie auch, dass es sich derzeit um theoretische Angaben handelt, deren Praxistauglichkeit und serielle Umsetzbarkeit noch ausstehe. Ob Huawei dieses Versprechen halten kann, und ob diese eine neue Ära der Elektromobilität einläuten, ist abzuwarten.

Dreimal höhere Energiedichte, mehr Sicherheit und längere Lebensdauer

Durch eine dreimal höhere Energiedichte als Lithium-Ionen-Akkus soll die sulfidbasierte Festkörperbatterie mit 400 bis 500 Wh/kg 3.000 Kilometer Reichweite bieten. Außerdem verspricht die Technologie eine höhere elektrochemische Stabilität, eine längere Lebensdauer und mehr Betriebssicherheit. Allerdings sind dies bislang nur theoretische Angaben, die nicht in realen Testsituationen erprobt oder durch bestehende Ladeinfrastrukturen bestätigt wurden. Deswegen sind einige Experten skeptisch, inwieweit diese Technologie realisierbar ist.

Nichtsdestotrotz sieht man ein enormes Potenzial in der neuen Akku-Technologie. Jedoch gibt es auch Hinweise darauf, dass Huawei das Vorhaben seit geraumer Zeit plant, da es eine weitere Patentanmeldung zu Beginn des Jahres gab. Dabei ging es um die Synthese von Sulfid-Elektrolyten, welche sich durch eine besonders gute ionische Leitfähigkeit auszeichnen. Bislang ist die Herstellung des Materials sehr aufwendig und kostspielig, da es feuchtigkeitsanfällig ist.

Stickstoff-Dotierung macht sulfidbasierte Akkus sicherer

Im Rahmen der Patentanmeldung hat Huawei zudem eine neue Methode präsentiert, um Feststoffakkus sicherer und langlebiger zu machen. Eines der größten Probleme bei sulfidbasierten Batterien ist die elektrochemische Stabilität, welche eine Kommerzialisierung schwierig macht. Die Stickstoff-Dotierung von Sulfid-Elektrolyten so Nebenreaktionen an Lithium-Grenzflächen vermeiden, indem es sich mit dem Metall Lithium bindet. Dadurch bildet sich Lithiumnitrid (Li3N), das zu einer höheren chemischen Stabilität im Akku beiträgt. Somit kann es an den Kontaktstellen zwischen Lithium und Elektrolyten nicht zu chemischen Reaktionen kommen. Diese Reaktionen sorgten bisher für eine schnelle Alterung und stellten ein Sicherheitsrisiko dar. Huawei scheint hierfür eine Lösung gefunden zu haben.

China zeigt Dominanz bei Akku-Patenten

Huawei arbeitet nicht allein an der Entwicklung neuer Festkörper-Technologie, denn auch andere Unternehmen wie der chinesische Elektronikkonzern Xiaomi entwickelt sulfidbasierte Akkus. Ebenso nennt Xiaomi Reichweiten bis zu 1.200 Kilometern und Ladezeiten von 10 Minuten. Darüber hinaus ist auch CATL mit an Bord und plant Festkörperbatterien bis 2027 marktreif zu machen. Gotion entwickelt Systeme mit einer Energiedichte von 350 Wh/kg, wohingegen Beijing WeLion schon erste Kleinserien in Produktion hat.

Dies zeigt bereits, dass chinesische Unternehmen bei der Entwicklung von Festkörperakkus im Rennen vorne liegen – mit 36,7% verzeichnen sie weltweit den höchsten Anteil an Patentanmeldungen. Jedoch bremsen die hohen Herstellungskosten mit rund 1.200 Euro pro Kilowattstunde das Vorhaben. Es gilt bislang als zentrales Problem und Hindernis für eine flächendeckende Markteinführung. Deswegen betrachten Fachleute Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus (LFP) als bessere und realistischere Alternative für die Serienproduktion.

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