Der Staub muss sich noch auf der Solid-State-Technologie legen, einer relativ neuen Entwicklung im Bereich der EV-Batterien, die eine größere Reichweite und schnelleres Laden verspricht. Einige Befürworter argumentieren, dass ein halbfester Ansatz der beste Weg ist, anstatt die Ranch auf unentwickelte Technologie zu setzen. BMW gehört zu einer Gruppe, die genug Beweise gesehen hat, und hat gerade einen weiteren Meilenstein in seinen Plänen für Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge angekündigt.
Aufbau einer besseren EV-Batterie
Herkömmliche Lithium-Ionen-Technologie schultert seit fast 15 Jahren die Batterielast von Elektrofahrzeugen. Während dieser Zeit sind die Batteriekosten gesunken, die Reichweite hat sich verlängert und die Ladezeiten haben sich verkürzt.
Trotzdem haben sich die Autohersteller nach dem nächsten großen Ding umgesehen, und die Festkörpertechnologie ist es. Befürworter behaupten eine signifikante Leistungssteigerung, wenn der flüssige Elektrolyt in einer EV-Batterie durch einen festen ersetzt wird, zusammen mit Sicherheitsverbesserungen.
Autohersteller, die ihre aufpolieren wollen Nachhaltigkeitsprofil erwarten auch Verbesserungen des Lebenszyklus für die Festkörpertechnologie, einschließlich Recycling am Ende der Lebensdauer. Das hängt aber vom Batteriedesign ab Festkörperbatterien einen Vorsprung auf der Nachhaltigkeitsseite haben, da sie von Grund auf so konzipiert werden können, dass sie die Rückgewinnung von Materialien am Ende ihrer Lebensdauer optimieren.
Das erklärt, warum sich BMW im Mai 2021 mit Ford zusammengetan hat, um dem US-Feststoffbatterieunternehmen Solid Power eine Serie-B-Finanzierung in Höhe von 130 Millionen US-Dollar zukommen zu lassen.
BMW verzichtet noch nicht auf Flüssigelektrolyt
Während BMW das nächste große Ding bei EV-Batterien verfolgt, hat es auch die konventionelle Lithium-Ionen-Technologie verbessert, um mit dem Interesse an seiner Elektrofahrzeugpalette Schritt zu halten.
Im vergangenen September gab die BMW Group bekannt, dass ihre Neue Klasse Elektrofahrzeuge werden mit neuen Batterien ausgestattet ab 2025 als sechste Generation seiner Lithium-Ionen-Zellen.
„Im Vergleich zu den prismatischen Zellen der fünften BMW Batteriezellengeneration ist der Nickelanteil bei den BMW Rundzellen der sechsten Generation auf der Kathodenseite höher, während der Kobaltanteil reduziert ist. Auf der Anodenseite wird der Siliziumgehalt erhöht“, erklärte das Unternehmen.
„Die neu entwickelte sechste Generation unserer Lithium-Ionen-Zellen wird einen gewaltigen Technologiesprung bringen, der die Energiedichte um mehr als 20 Prozent erhöht und die Ladezeit um bis zu 30 Prozent verkürzt, während die Batteriereichweite um bis zu 30 Prozent steigt. .“
Die Leistungssteigerung hat keinen Preis. Anstatt die Kosten zu erhöhen, gibt sich BMW die Stütze, um eine deutliche Senkung der Batteriekosten für Elektrofahrzeuge zu erreichen.
„… konnte das Team aus Entwicklung, Produktion und Einkauf dank der von BMW entwickelten neuen Batteriezelle und dem neuen Integrationskonzept für die Batterietechnologie die Kosten für die Hochvoltbatterie deutlich senken“, so das Unternehmen. Was die Höhe betrifft, so rechnet BMW nach dem aktuellen Stand der Dinge auf dem Automobilmarkt mit einem Rückgang der Kosten um 50 %.
Auf der Nachhaltigkeitsseite stellte BMW auch fest, dass die Produktion der neuen Zellen eine Reduzierung der Kohlenstoffemissionen um bis zu 60 % beinhaltet, teilweise durch die Ansiedlung seiner Fabriken an Orten, an denen sauberer Strom verfügbar ist.
Erinnern Sie uns daran, warum wir eine Festkörperbatterie für Elektrofahrzeuge brauchen
Das Vergolden der EV-Batterielilie der sechsten Generation ist eine platzsparende Architektur, die dem Designteam von BMW neue Möglichkeiten bietet, Batterieanordnungen mit anderen Design- und Konstruktionselementen zu integrieren.
All diese Verbesserungen führen zu der Frage, warum BMW überhaupt Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge benötigt. Eine gute Antwort ist, dass alle anderen sie verfolgen. Dazu gehören neben Ford, Stellantis und anderen etablierten Autoherstellern auch aufstrebende Unternehmen im Bereich der Fahrzeugelektrifizierung wie Vinfast.
Fürs Protokoll: Tesla-Mitbegründer Martin Eberhard ist ebenso ein Fan wie das US-Energieministerium.
Das hochmoderne Finanzierungsbüro des Energieministeriums, ARPA-E, hat diese Erklärung bereits 2013 herausgegeben:
„Innovative Ansätze für die Herstellung von EV-Batterien bieten die Möglichkeit dazu maximale gespeicherte Energie im Verhältnis zum Gewicht von Elektrofahrzeugen, was eine bis zu dreifache Reichweite ermöglicht. Diese neuen Batteriechemien und -designs verhindern eine Überhitzung, sind immun gegen katastrophale Ausfälle und können in einigen Fällen zur Verbesserung der Festigkeit in die Struktur eines Fahrzeugs integriert werden. Vieles davon kann im Vergleich zu herkömmlichen Batterien zu 30 % geringeren Kosten erreicht werden, wodurch die breite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen gefördert wird.“
Verbesserungen in der konventionellen Lithium-Ionen-Technologie haben die Berechnung bis zu einem gewissen Grad verändert, aber ARPA-E hat die Grenzen der Festkörperbatterie für Elektrofahrzeuge der Zukunft weiter verschoben, und Solid Power gehört zu den US-Firmen, die für eine finanzielle Unterstützung angezapft werden.
Anfang dieses Monats hat ARPA-E Solid Power eine Prämie von bis zu 5,6 Millionen US-Dollar für die Fortsetzung seines Projekts gewährt F&E-Arbeiten an Festkörperbatterien. Die neue EV-Batterie enthält weder Nickel noch Kobalt, was ein großes Plus für die Lieferkette ist. Stattdessen setzt es auf eine Lithium-Metall-Anode und eine Kathode, die aus einem Schwefelverbundstoff besteht, was zu niedrigeren Kosten und Leistungssteigerungen führt.
BMW spielt das lange Spiel mit EV-Batterien
In Anbetracht der neuesten Nachrichten von Solid Power ist es kein Wunder, dass BMW die Chance ergriffen hat, die Räder für die kommerzielle Produktion in Bewegung zu setzen. Letzte Woche gab das Unternehmen bekannt, dass es Solid Power mit einer F&E-Lizenz beauftragt hat, die BMW den Aufbau einer Solid-State-Prototypenlinie in seinem Cell Manufacturing Competence Center in Deutschland vorsieht.
„Die erweiterte Beziehung bietet beiden Unternehmen erhebliche Vorteile, einschließlich des Dirigierens komplementäre Zellentwicklung und Fertigungsaktivitäten sowohl bei Solid Power als auch bei der BMW Group, um das Design und Fertigungs-Know-how für Festkörperzellen weiter voranzutreiben“, erklärte BMW.
Frank Weber, Mitglied des BMW-Vorstands für Entwicklung, bestätigte, dass BMW einen langfristigen Ausblick auf die Straßentauglichkeit von All-Solid-State-EV-Batterien hat und nicht beabsichtigt, halbfest zu werden.
„BMW engagiert sich weiterhin für Festkörperbatterien, eine Technologie, von der wir glauben, dass sie ein erhebliches Potenzial für die Zukunft hat“, sagte er und fügte hinzu, dass die neue Beziehung zu Solid Power „die Installation unseres Festkörper-Prototyps beschleunigen wird line und das gemeinsame Ziel unserer Unternehmen, diese vielversprechende Zelltechnologie zu kommerzialisieren.“
Die nächsten Schritte umfassen die Lieferung von Zellen in Testgröße an BMW noch in diesem Jahr. In der Ankündigung von letzter Woche bekräftigte BMW auch, dass seine neuen Batterien der sechsten Generation weiterhin eine Rolle in seinen Elektrifizierungsplänen spielen werden. Der Konzern strebt an, vor 2030 50 % des Gesamtumsatzes vollelektrisch zu machen, Mini und Rolls-Royce werden um die Jahrzehntwende oder kurz danach zu 100 % elektrisch.
Was Ford betrifft, spielt das Unternehmen seine Beziehung zu Solid Power etwas näher an die Weste. Wie BMW scheint Ford auf lange Sicht in Richtung aller Festkörperbatterien zu arbeiten und gleichzeitig verbesserte Iterationen der herkömmlichen Lithium-Ionen-Technologie einzuführen, wobei der Schwerpunkt auf a liegt Lithium-Eisenphosphat-Formel.
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Foto (Screenshot): Neue Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge EV mit freundlicher Genehmigung von BMW-Gruppe.
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