Tröpfchenweise mehr Saft:

Batterien für E-Autos werden besser

Bislang kommen Elektroautos mit einer Batterieladung noch nicht wirklich weit. Sollen die Stromer langfristig auf der Erfolgsspur fahren, müssen die Speicherzellen besser werden. Experten sind da gar nicht so pessimistisch.

Akkus für Elektroautos werden schrittweise besser. Damit steigt zum Beispiel die Reichweite, und Fahrer müssen ihren Stromer seltener an die Steckdose hängen.
Tobias Hase Akkus für Elektroautos werden schrittweise besser. Damit steigt zum Beispiel die Reichweite, und Fahrer müssen ihren Stromer seltener an die Steckdose hängen.

Seit Monaten hat man von der japanischen Firma Sekisiu Chemical in Sachen Akkutechnologie für Elektroautos nichts mehr gehört. Ende vergangenen Jahres verkündete das japanische Unternehmen, eine Batterie entwickelt zu haben, die Stromern eine dreimal so hohe Reichweite wie aktuelle Modelle beschere. Zugleich sollte sie weit billiger sein als alles bisher Dagewesene und zudem crashsicherer. Es wäre ein Durchbruch in der Forschung und Entwicklung - allerdings einer, an den Experten nicht so ganz glauben wollen.

"Die Wunderbatterie erwarte ich in nächster Zeit nicht", sagt Andreas Würsig, der am Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie (ISiT) in der Abteilung "Integrierte Energiesysteme" forscht. "Wir beobachten nur evolutionäre statt revolutionärer Fortschritte. Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus ist zuletzt allerdings immer mehr gestiegen." Auf genau diese Stromspeicher setzen derzeit nahezu alle Hersteller von Elektroautos.

Die Reichweite schreckt Kunden noch ab

Obwohl neueste Batterietechnik in den Stromern zum Einsatz kommt, will der Absatz von Elektroautos in Deutschland nicht so recht an Fahrt aufnehmen. Zwar gab es 2013 doppelt so viele Neuzulassungen wie im Vorjahr - die Zahl stieg von knapp 3000 auf gut 6000, so die Statistik des Kraftfahrt-Bundesamt (KBA). Doch der Bestand an Stromern liegt mit derzeit etwas über 12 000 Fahrzeugen immer noch nur bei 0,03 Prozent aller knapp 44 Millionen zugelassenen Personenwagen. Abschreckend auf viele Kunden dürfte die gegenüber Autos mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren dürftige Reichweite sein.

Während Personenwagen mit Diesel- oder Benzinantrieb oft mehr als tausend Kilometer mit einer Tankfüllung kommen, müssen sich Fahrer von Stromern mit weit weniger begnügen. VW gibt zum Beispiel für den E-Golf bis zu 190 Kilometer an - ist der Wagen beladen oder fallen die Außentemperaturen, geht es auch bei der Reichweite nach unten. Immerhin proklamiert der Elektropionier Tesla aus Kalifornien für sein Model S in der Topversion mit mehr als dreimal so viel Kilowattstunden Akkukapazität wie der Wolfsburger an Bord um die 500 Kilometer pro Ladung. Käme eine Wunderbatterie tatsächlich - sie dürfte an Aktionsradius und Absatzchancen einiges ändern.

Es muss noch viel geforscht werden

Dass es keinen Technologiedurchbruch gibt, bedeutet aber nicht das Ausbleiben beachtlichen Fortschritts. "Man kann optimistisch sein, dass die Reichweiten deutlich verlängert werden, nur wird das nicht von heute auf morgen gehen", sagt Andreas Würsig. Noch müsse viel geforscht und entwickelt werden. Auch wurde schon viel erreicht: "Ein Lithium-Ionen-Akku kann das Drei- bis Vierfache an Energie speichern im Vergleich zu einem gleich großen Nickel-Cadmium-Akku", sagt Ralph Gilles von der Technischen Universität (TU) München. Ein solcher Batterietypus, der wegen des giftigen Cadmiums mittlerweile EU-weit verboten ist, kam zum Beispiel im Citroën AX Electrique von 1993 zum Einsatz - mit einer Reichweite von 40 km.

Dass binnen fünf Jahren Stromer mit konkurrenzfähigen Reichweiten von 700 Kilometern und mehr auf den Markt kommen könnten will der Forscher nicht ausschließen. "Bei höheren Energiedichten und vergrößerten Batterien könnte das eine neue Fahrzeuggeneration schaffen", so Würsig.

Dass emsig geforscht wird, belegt auch eine Studie der TU München. Demnach ist die Zahl der Patentanmeldungen für elektrochemische Speicher in den vergangenen Jahren weltweit stark angestiegen. Asiatische Unternehmen sind dabei weit vorn. Die mit Abstand meisten Schutzrechte werden im Bereich Lithium-Ionen beantragt.

Neue Batterien sollen Fahren günstig machen

Die Energiedichte wird in Wattstunde je Kilogramm Masse (Wh/kg) angeben. Je höher sie ist, desto mehr Strom liefern Akkus bei gleichbleibender Masse, was die Reichweite verlängert. Aus Kosten- und Gewichtsgründen können nicht beliebig viele der Stromspeicher in Personenwagen untergebracht werden.

Derzeit plant Tesla gemeinsam mit Panasonic im US-Staat Nevada den Bau einer sogenannten Gigafactory. Dort sollen Lithium-Ionen-Stromspeicher für ein kommendes Massenmarkt-Modell gefertigt werden. Tesla kündigte an, die neuen Batterien könnten im Preis pro Kilowattstunde deutlich gesenkt werden.

Branchenberichten zufolge arbeitet Tesla auch einer neuen Batterie, die statt auf Lithium-Ionen auf Graphen setzt. Der wabenförmig strukturierte Kohlenstoff könnte die Energiedichte massiv verbessern und die Reichweite auf 800 Kilometer erweitern. Tesla-Sprecherin Kathrin Schira bezeichnete diese Information als "reines Gerücht". Sie sagte: "Wir produzieren Lithium-Ionen-Batterien, deshalb auch die Kooperation mit Panasonic." Das Ziel, Reichweiten für die Tesla-Elektroautos zu erhöhen, ist dabei unbestritten.

Die Lebensdauer der Batterien ist ungewiss

Während der Wahrheitsgehalt mancher Meldung schlecht abschätzbar ist, sieht Experte Würsig den größten Lichtblick für Elektroautos in einer anderen Technologie, den Lithium-Schwefel-Akkumulatoren als nächster Batteriegeneration. "Es gibt bereits vielversprechende Prototypen, die in fünf bis zehn Jahren zur Marktreife gebracht werden können", sagt er.

Mit ihnen sei eine deutliche Erhöhung der Energiedichte auf über 350 Wh/kg möglich, was in Prototypen schon realisiert wurde. Der Spitzenwert bei E-Autos auf dem Markt markiert laut Würsig derzeit der Kia Soul EV mit um die 200 Wh/kg, der E-Golf kommt auf 130 Wh/kg. Für den Vortrieb eines Autos im praktischen Betrieb liegen die Werte deutlich niedriger, da zum Beispiel für die Kühlung der Batterie eine Menge Energie benötigt wird.

Während Batterien für E-Autos mit steigender Energiedichte bei gleichbleibendem Gewicht den Autos mehr Reichweite versprechen, stellt sich auch die Frage nach der Lebensdauer der Zellen. Während Tanks für Sprit heutzutage kaum noch rosten, kann das Durchhaltevermögen der Stromspeicher nur mit einem Blick in die Glaskugel abgeschätzt werden - denn die ältesten Stromer mit Lithium-Ionen auf dem deutschen Markt sind noch nicht älter als knapp fünf Jahre.

Silizium als Hoffnungsträger für Wunderbatterie

Wissenschaftler bedienen sich dazu des Tricks der "forcierten Alterung". Dabei werden Akkus bei erhöhten Temperaturen - meist um die 40 Grad Celsius - gelagert, um Rückschlüsse auf die tatsächliche Alterung zu machen, erläutert Andreas Würsig. Zehn Jahre und mehr hält der Experte derzeit für realistisch, entsprechende Angaben machen auch die meisten Hersteller. "Haben Lithium-Akkumulatoren nur noch eine Restkapazität von 70 Prozent und weniger, werden sie als tot angesehen."

Ein weiterer Blick in die Zukunft soll gestattet sein: Denn das von der japanischen Firma Sekisiu Chemical beschworene Silizium gilt tatsächlich als ein Hoffnungsträger bei Stromspeichersystemen. Vielleicht ist ja doch etwas dran an deren Wunderbatterie. "Silizium als Speichermaterial ist im Kommen, doch es ist schwierig zu handhaben", gibt sich Fraunhofer-Mitarbeiter Würsig noch skeptisch. "Und dann steht auch immer noch im Raum: Wie teuer wird die Batterie? Wie crashsicher ist sie tatsächlich?" Immerhin verspricht Silizium weitere Fortschritte bei der Energiedichte und damit letztlich höhere Reichweiten, die für das Schicksal der Stromer eine der Hauptrollen spielen.

Nordkurier: Samsung Galaxy Tablet ohne Anzahlung