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Der Akku ist beim E-Auto neben dem Elektromotor das zentrale Bauteil. Das Batteriesystem ist Energiespeicher wie auch Kraftzentrum. Mit wachsender Zahl neuer E-Autos wird die Akkukapazität immer wichtiger.
Sie entspricht im Prinzip dem Tankinhalt beim Verbrenner-Pkw: Die Kapazität der Antriebsbatterie bestimmt zusammen mit dem Stromverbrauch des E-Antriebs die Reichweite des Elektroautos. Je größer sie ausfällt, desto besser ist die Alltagstauglichkeit. Denn bei größerer Speicherleistung kommt der Wagen weiter und muss seltener an die Ladestation.

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Weil im Zuge des Wandels zur E-Mobilität die Reichweite für immer mehr Menschen bedeutender wird, geraten der Akku des Elektroautos und die Möglichkeiten des schnelleren E-Auto-Ladens stärker in den Fokus.

Wie funktioniert eine Elektroauto-Batterie?

Akkus wandeln chemische in elektrische Energie um, dienen so als als Stromspeicher. Anders als klassische Batterien können E-Auto-Akkus das wie Autobatterien in zwei Richtungen: Sie können Elektrizität aufnehmen und später wieder abgeben – und das in vielen Wiederholungen.
Jeder Akkumulator besteht aus zwei Elektroden, die sich in einem Elektrolyt (das leitende Medium) befinden. Der Elektrolyt kann flüssig sein, aber auch je nach Akku-Typ aus Gel oder einem Feststoff bestehen. Die beiden Elektroden (Anode und Kathode) werden durch eine poröse Wand, den Separator, voneinander getrennt. Die Trennung verhindert, dass es zu einem Kurzschluss kommt. Während sich die Elektronen an der Anode sammeln, sind sie auf der Kathode in Unterzahl. Diese Differenz beschreibt die elektrische Spannung. Wird ein Verbraucher zugeschaltet, wandern die überschüssigen Elektronen über Kabel von der Anode zur Kathode – es fließt Strom.
Mercedes EQ Batterietechnik
Bei Mercedes werden die elektrischen Modelle mit der Bezeichnung EQ versehen.
Bild: Mercedes-Benz AG
Durch den Wechsel der Elektronen zwischen den Elektroden entstehen Ladungsunterschiede an Anode und Kathode. Diese werden durch die Lithium-Ionen ausgeglichen. Sie bewegen sich vom Elektrolyt getragen durch den Separator. Wird der Akku geladen, dreht sich das Prinzip um: Der Ladestrom "schiebt" die gewanderten Elektronen und Ionen wieder zurück zur Anode. Lithium-Ionen-Akkus zeichnen sich durch eine kompakte Bauform bei gleichzeitig hoher Kapazität aus.
Der Stromspeicher von E-Autos besteht aus vielen einzelnen Modulen, die sich wiederum aus vielen einzelnen Zellen zusammensetzen. Die Batteriezelle ist die kleinste Einheit im Akkusystem. Moderne Systeme setzen auf sogenannte Pouch-Zellen, die von ihrer Bauart her Handy-Akkus ähneln. Beim VW ID.3 ergeben 24 solcher Zellen ein Akku-Modul. Bis zu zwölf Module ergeben am Ende ein Batterie-Paket im elektrischen VW. Aber auch mehr oder weniger Module sind möglich. Die Anzahl von Zellen und Modulen bestimmt die Kapazität des Akkus.

Welche Batterien stecken im E-Auto?

Wegen der hohen Energie- und Leistungsdichte werden in E-Autos meist Lithium-Ionen-Akkus verbaut. Sie nutzen Kathoden aus Lithium-Metalloxid, während die Anode meist aus Grafit besteht.
In Deutschland gibt es in E-Autos nur zwei Formen der Zellchemie: NMC (Nickel, Mangan, Kobalt) oder LFP (Lithium-Eisenphosphat). Die beiden haben nicht die gleichen Eigenschaften – und vor allem nicht den gleichen Preis. NMC-Zellen haben eine sehr gute Energiedichte, sind sehr leistungsfähig, arbeiten aber nur bei Wohlfühltemperatur optimal, weswegen die Zellen aufwendig gekühlt und geheizt werden müssen. Deshalb sind NMC-Zellen relativ teuer.  
LFP-Zellen dagegen beinhalten kein hochpreisiges Nickel und kein Kobalt, zudem sind sie robust. Die Dauerhalt­barkeit ist hoch, das Risiko des "thermischen Durchgehens" (Brandgefahr) sehr gering. Bei großer Kälte allerdings muss mit dem Ladestrom die Batterie zuerst beheizt werden, bevor es richtig losgeht. Weil zusätzlich die Energiedichte schlechter als bei NMC und die Reichweite niedriger ist, kommen LFP-Zellen praktisch nur bei Einstiegsversionen von E-Autos vor, wie zum Beispiel Teslas Model 3 und Model Y mit Heckantrieb. Auch VW will den ID.2 ab 2025 in der Grundversion so anbieten.

Wie werden E-Auto-Batterien hergestellt?

Die Rohstoffe

Zur Herstellung von Batterien für Elektroautos dienen Rohstoffe wie Lithium, Nickel, Kobalt, Grafit und Mangan. Ihr Abbau bedingt in Ländern wie Chile oder dem Kongo teilweise Umweltschäden, Sinken des Grundwasserspiegels und Kinderarbeit.
Lithium (l.) und Kobalt
Lithium und Kobalt gehören (noch) zu den wichtigsten Rohstoffen in einer E-Auto-Antriebsbatterie.
Bild: BMW

Allerdings richten die großen Autohersteller immer mehr Augenmerk auf diese Problematik und greifen beispielsweise auf in Australien gefördertes Lithium und Kobalt zurück. Erprobt werden darüber hinaus Herstellungsverfahren mit Kunststoff, Schwefel, Magnesium oder Silizium. Silizium wird immer häufiger dem Grafit an der Anode beigemischt. Der Effekt: deutlich schnelleres Laden und steigende Energiedichte.

Die Bauweise

Die meisten Batteriezellen sind in den Formaten zylindrisch, prismatisch und dem dünnen Pouchformat gefertigt. Die Form hat nichts mit dem Inhalt zu tun, welches Format sich durchsetzen wird, ist noch unklar. Häufig verwendet werden Pouchzellen, auch Lithium-Ionen-Polymer-Batterie genannt. Ihre Vorteile: einfache Zellstruktur und damit große Effizienz, niedrige Produktionskosten, hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit. Laut Fraunhofer Institut besitzt die Pouchzelle die größten Potenziale für die Optimierung der Energiedichte.
Die prismatische Zelle besteht meist aus gestapelten Anoden und Kathodenpaketen, dem "Zell-Stack". Sie hat ein festes metallisches Gehäuse und zeichnet sich auf Modulebene durch eine nahezu perfekte Kombination aus Energiedichte und Sicherheit bei langer Lebensdauer aus. Diese Bauform wird bislang u. a. von Audi und BMW und ab 2025 zu 80 Prozent vom gesamten VW-Konzern verwendet. Prismatische Zellen können wegen ihrer Kastenform besonders platzsparend in das Gehäuse zwischen den Achsen integriert werden.
Innovative BMW Batteriezellen im Rundformat - symbolhafte Zelle
Die Rundzellen von BMW sollen ab 2025 eine um 20 Prozent höhere Energiedichte haben und 30 Prozent mehr Reichweite ermöglichen.
Bild: BMW
Die zylindrische Zelle (Rundzelle) steckt in den meisten Teslas, dem Lucid Air und dem Pick-up Rivian R1T. Aber auch BMW will künftig auf die Rundzelle setzen. Weit verbreitet ist der Typ 21700. Lange Streifen der einzelnen Materialien sind in einem zylindrischen Metallgehäuse aufgerollt. Vorteile: die automatisierte Fertigung und die hohe Lebensdauererwartung. Nachteilig sind die aufwendige Kühlung und der Verlust an Bauraum durch die Zwischenräume. Die Batteriepacks von Tesla haben derzeit noch die höchste Energiedichte und damit das geringste Gewicht aller derzeit in E-Fahrzeugen eingesetzten Akkus.

Wie lädt man ein E-Auto am besten?

Generell gilt: Ein Ladestand von 20 bis 80 Prozent ist am günstigsten für einen E-Auto-Akku. Extreme Ladestände reduzieren wegen zu hoher oder zu niedriger Spannungen innerhalb der Batteriezellen deren Lebensdauer. Weil Schnellladen den Akku schneller altern lässt, sollte möglichst wenig an Schnellladesäulen geladen werden, also im Idealfall nur bei Fernreisen mit dem Elektroauto. Dagegen sehr langsames Laden an der Netzsteckdose (Schuko-Laden) schont zwar den Akku, doch dafür bringt es sehr hohe Ladeverluste. Auch extreme Temperaturen im Sommer oder Winter sind ungünstig – das E-Auto sollte also, wenn möglich, im Schatten oder in der Garage parken. (Lesen Sie auch: So schnell laden E-Autos wirklich!)
Ein Akku sollte idealerweise direkt vor der Fahrt geladen werden. Das Auto mit vollem Akku ungenutzt längere Zeit stehen zu lassen, ist schlecht. Experten ziehen hier gerne der Vergleich zu einem gespannten Gummiband, das seine Flexibilität verliert. Auch reduziert ein großer Lade-Hub von 10 auf 90 Prozent der Kapazität die Lebenserwartung stärker als das Laden von 30 auf 50 oder von 60 auf 80 Prozent. Allerdings sollten diese Hinweise nicht allzu dogmatisch betrachtet werden.

Was beim 800-Volt-Laden wichtig ist

E-Auto-Batterien arbeiten meist mit hohen Spannungen, um schnelles Laden zu ermöglichen. Beim VW ID.3 beispielsweise liegen im System 408 Volt an, der Porsche Taycan arbeitet sogar mit 800 Volt, also dem annähernd 3,5-fachen der klassischen Haushaltsspannung von 230 Volt. Um bei diesen hohen Spannungen den Energiefluss zu steuern, bedarf es einer Leistungselektronik. Die dient neben dem Energiemanagement auch als Wechselrichter, der den im Akku gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom für den E-Motor umwandelt. Für die Bereitstellung des klassischen 12-Volt-Bordnetzes sorgt ein Gleichstrom-Wandler.
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Die Leistungselektronik ist das Gehirn des E-Antriebs. Mithilfe intelligenter Frequenz- und Amplitudensteuerung (Begrenzung der Spannung) regelt der Wechselrichter die Leistung der E-Maschine. Während die Frequenz des Wechselstroms die Geschwindigkeit des Autos bestimmt, ist die Amplitude am Ende für die Leistung verantwortlich. Die Leistungselektronik im E-Auto erzeugt also aus dem in der Batterie gespeicherten Gleichstrom genau den Wechselstrom, der für die aktuelle Fahrsituation benötigt wird.

Was wiegen Elektroauto-Batterien?

Das Gewicht einer Elektroauto-Batterie liegt meist zwischen 200 und 700 Kilogramm. Der Akku des Kleinstwagens VW e-Up (36,8 kWh Kapazität) wiegt 248 kg, die Batterie eines Tesla Model 3 mit 75 kWh kommt auf 478 Kilo, beim Mercedes EQC wiegt der Leistungsspender schon 650 Kilo. Entscheidend sind die Energiedichte (Wh/kg; gespeicherte Energie pro Kilogramm) und die Leistungsdichte (W/kg; Leistungsabgabe pro Kilogramm).

Wie ist die CO2-Bilanz einer E-Auto-Batterie?

Die Herstellung der Batterie verbraucht am meisten Energie und verursacht den stärksten CO2-Abdruck beim Bau eines Elektroautos. Der Abbau der nötigen Rohstoffe geht mitunter mit enormen Risiken für die Umwelt einher. An dieser Stelle ein einheitliches Bild zum CO2-Abdruck eines E-Auto-Akkus zu zeichnen, fällt schwer.
Unterschiedliche Studien kommen dank verschiedener Herangehensweisen zu uneinheitlichen Ergebnissen. Eine schwedische Untersuchung aus dem Jahr 2017 ging beispielsweise von 175 Kilogramm CO2-Äquivalent für die Herstellung von einer kWh Batteriekapazität aus. Zwei Jahre später wurde der Wert auf 85 Kilo korrigiert. Eine niederländische Studie setzte 75 Kilogramm CO2 an, doch diese Daten beruhten auf Veröffentlichungen von Tesla. Eine weitere schwedische Studie von 2019 setzte die CO2-Menge pro kWh wieder bei 150 bis 200 Kilogramm an.
Grundsätzlich lässt sich sagen, dass die Herstellung eines E-Autos 70 bis 130 Prozent mehr CO2 verursacht als die Produktion eines Verbrenners. Aber E-Autos können das über ihre Lebensdauer wieder kompensieren, denn nach der Produktion stoßen sie (lokal) kein CO2 mehr aus. Je länger man ein E-Auto fährt, desto günstiger ist es also fürs Klima. Wohlgemerkt: sofern grüner Strom geladen wird. Wird dagegen Strom aus fossilen Energiequellen zum Laden verwendet, sieht die Rechnung ganz anders aus.

Wie lange hält eine Elektroauto-Batterie?

Mittlerweile ist klar: Fahrakkus halten länger als die Autos, in die sie eingebaut werden. Die meisten Autohersteller geben eine Garantie auf die Lebensdauer einer E-Auto-Batterie von acht Jahren oder 160.000 Kilometer. Lexus liegt hier beim UX300e mit zehn Jahren oder einer Million Kilometern ganz vorne. Mercedes gewährt ebenfalls zehn Jahre bzw. 250.000 km, allerdings nur für die Luxus-Limousine EQS.
Die Technik schreitet hier jedoch rasant voran. Heutzutage kann man mit 1500 bis 2500 vollständigen Ladezyklen rechnen, das wäre bei einer durchschnittlichen Reichweite von 200 Kilometern pro Ladevorgang eine Laufleistung von 300.000 bis 500.000 Kilometern. Moderne Lithium-Ionen-Akkus verkraften sogar bis zu 3000 Ladezyklen. Fachleute gehen inzwischen davon aus, dass moderne Traktionsbatterien im Schnitt 300.000 km halten. Eine hohe Anzahl der Ladezyklen sorgt allerdings für beschleunigte Alterung. In dieser Hinsicht lohnt es sich, ein Auto mit größerem Akku zu kaufen, denn das muss man seltener aufladen.

Welche drei Lade-Fehler sind Gift für den Akku?

Akkus werden häufig mit dem menschlichen Körper verglichen. Je schlechter man mit ihm umgeht, um so kürzer lebt er. Diese drei Dinge sind Gift für den Gesundheitszustand (State of Health, SoH) des Akkus: Schnellladen lässt den Akku schneller altern. Daher sollte man möglichst nur schnellladen, wenn es sich nicht vermeiden lässt, zum Beispiel bei Fern- und Urlaubsreisen mit dem E-Auto.
Auch das Abstellen mit vollem Akku schadet der Gesundheit der Batteriezellen. Je länger bzw. häufiger man den Wagen mit vollem Akku stehen lässt, desto mehr sinkt die Lebenserwartung. Auch der Umfang der so genannten Lade-Hübe stellt einen Einfluss dar: Wer häufig von ganz leer auf ganz voll lädt, dessen Batterie altert schneller als eine, die nur kleine Hübe - z.B. von 20 auf 50 Prozent - erhält.
Die dritte Gefahr für die Lebensdauer von Elektroauto-Akkus liegt in der Außentemperatur bei passivem Zustand. Steht das Elektroauto lange Zeit in großer Hitze geparkt, beschleunigt das die Alterung des Akkus.

Was schadet Batterien mehr: Hitze oder Kälte?

In der Sahara altert ein Akku schneller als in der gemäßigten Zone. Aber das geschieht nicht durch die Fahrt in großer Hitze: Währenddessen wird er aktiv gekühlt. Der Alterungsprozess läuft vor allem im passiven Zustand ab, wenn das Auto nicht genutzt wird. Umgekehrt lässt auch große Kälte den Akku schneller altern – auch hier sind Fahrten im Winter kein Problem, weil moderne Akkus eine Batterieheizung haben. Generell schadet Kälte dem Akku weniger als Hitze.

Welche Kapazität hat eine E-Auto-Batterie?

Durch das Hinzufügen von Batterie-Modulen wird die Reichweite eines E-Autos vergrößert, während das Weglassen den Aktionsradius beschneidet. Außerdem ist das Alter der E-Auto-Batterie für die Kapazität mitentscheidend. Auch die Energiedichte spielt eine große Rolle, also wie viel Energie bei welchem Gewicht gespeichert werden kann. Die Größe der Akkus variiert: Die Batterie des Kleinstwagens VW e-Up fasst 36,8 kWh. Der Akku des Mercedes-SUV EQA fasst 66,5 kWh, der der Oberklasse-Sportlimousine Porsche Taycan Turbo 93,4 kWh, beim Tesla Model S sind es sogar 103,9 kWh.

Wo sitzt die Batterie im Elektroauto?

Die Zellmodule sitzen im Akkugehäuse, das die einzelnen Module vor Beschädigungen schützt. Werden sie direkt ins Gehäuse eingesetzt, nennt man das Cell-to-Pack. Bei der neuartigen Bauweise Cell-to-Body ist der obere Deckel des Akkupacks gleichzeitig der Innenraumboden.
VW ID.3 Akku
Bei neuen E-Autos setzt sich der Akku aus vielen Modulen zusammen. Er befindet sich meist im Fahrzeugboden.
Bild: Volkswagen AG
Alle wichtigen Bauteile finden ihren Platz innerhalb des massiven Grundträgers, der als Crashrahmen dient. Beim MEB (Modularer E-Antriebs-Baukasten) von Volkswagen findet sich in der Bodenplatte außerdem das Kühlsystem für die Batterien. Verbunden werden alle Bauteile durch Hochvolt-Kabel.

Was kostet die Batterie eines E-Autos?

Trotz laufend sinkender Kosten ist die Batterie noch immer die teuerste Komponente eines E-Autos. Von 6000 Euro bei einem Mittelklassewagen reicht das Spektrum bis zu 20.000 Euro bei einem Luxus-E-Auto von Tesla (offizielle Angaben macht Tesla nicht). Viel hängt vom Marktpreis für Lithium ab, der stark schwankt – im Jahr 2022 zwischen 30 und 80 Dollar pro Kilogramm. Die Kosten senken könnte die vermehrte Verwendung von günstigerem Natrium. Die Preise für Tauschakkus werden von den Herstellern ungern genannt.
Die Marke von 100 Euro pro Kilowattstunde wird in der Branche immer wieder als Punkt genannt, ab dem Elektroautos beim Preis mit vergleichbaren Verbrennern gleichziehen könnten. Der E-Auto-Pionier Tesla steuert diese Marke an. Mit dem geplanten Bau von sechs "Gigafabriken" will VW die 100-Euro-Marke deutlich unterschreiten, die Akkukosten halbieren. Ein Lichtblick: Oftmals lassen sich Akkus reparieren, indem nur einzelne Zellen oder Module getauscht werden.

Batterie mieten oder kaufen?

Das Mieten der Batterie reduziert den Anschaffungspreis des Elektroautos. Die Kosten verteilen sich bei einer Batteriemiete monatlich über mehrere Jahre hinweg. Vorteil: Es werden Leistungsfähigkeit (also Speicherkapazität), Pannenservice und ein Austausch im Falle eines Defekts garantiert. Allerdings gibt es oft beim Kauf eine Haltbarkeitsgarantie über mehrere Jahre bzw. eine gewisse Anzahl gefahrener Kilometer. Bei einem möglichen (kostenlosen) Austausch während einer Miete bleibt der Wiederverkaufswert des E-Autos höher.
Doch es gilt: je höher die jährliche Laufleistung, desto höher der Preis für die Batteriemiete. Dieses Modell amortisiert sich also eher für Vielfahrer. Inzwischen bietet aber so gut wie kein Hersteller mehr eine Batteriemiete an.

Kann man bei E-Autos den Akku wechseln statt laden?

Verschiedene Konzepte sollen das Wechseln von E-Auto-Batterien in nur wenigen Minuten ermöglichen. Bereits 2013 wollte das israelische Unternehmen Better Place in Kooperation mit Renault-Nissan eine flächendeckende Infrastruktur für den Akku-Austausch aufbauen, ging aber pleite. Bau und Betrieb der Stationen waren zu aufwendig. Im Mai 2021 kursierten dann Meldungen, wonach der neue Renault-Chef Luca de Meo an eine Wiederaufnahme der Idee denkt. Auch Tesla versuchte sich am Thema Wechselakku, ohne jedoch Konkretes hervorzubringen.
NIO ES6 - Nio nimmt 700ste Batteriewechselstation in Betrieb
Nio arbeitet intensiv am Akkutausch-System und hat bereits die erste Wechselstation in Europa eröffnet.
Bild: NIO
Am weitesten bei der Battery-Swapping-Technik, die so viele Elektroautobesitzer herbeisehnen, ist China. So hat Nio in seinem Heimatland bereits gut 1300 Wechselstationen am Start (Stand: März 2023). In Deutschland sind mittlerweile sieben Power Swap Stations (PSS) in Betrieb. Ein Test von AUTO BILD in der Power Swap Station (siehe Video) verlief positiv. Bis 2025 sollen es 4000 PSS weltweit werden, 1000 davon außerhalb Chinas.
Play

Nio Power Swap Station (2022): Ladestation - Batterie - Tausch - Info

Akku tauschen statt aufladen

Bild: AUTO BILD

Für 2023 plant auch der Ölmulti TotalEnergies in Zusammenarbeit mit dem deutschen Joint Venture InfraDianba die Errichtung einer markenübergreifenden Akkutausch-Station am Berliner Flughafen BER.
Beim Prinzip Wechselakku besteht noch das Problem der Herstellerabhängigkeit. Mittlerweile haben Nio und Geely zusammen mit Beijing Electric Vehicle und der chinesischen Regierung einen Standard ausgearbeitet, der seit dem 1. November 2021 gilt. Über eine App sollen Interessierte die Größe des neuen Akkus wählen sowie den Standort und die Zahl der vorhandenen Batterien der Anlagen abfragen können.
Und noch einen Vorteil hätte das System: Da die Akkus nicht gekauft, sondern quasi geliehen oder abonniert würden, könnten die Preise der E-Autos sinken.

Wie sieht die Zukunft der E-Auto-Batterie aus?

Wie vielversprechend sind Feststoffakkus?

Feststoffakkus gelten als weiterer, großer Schritt in der Entwicklung neuer Batterien für Elektroautos. Die neuartigen Batteriezellen verzichten auf flüssige Elektrolyte und setzen stattdessen auf Feststoffe. Die Vorteile sind eine höhere Energiedichte, weniger Komplexität und eine günstigere Herstellung. Nun hat Toyota jetzt einen Durchbruch bei der Solid State Battery verkündet, der die vereinfachte Produktion ermöglicht. Schon 2027 sollen Feststoffakkus verfügbar sein, die für 1200 km Reichweite in zehn Minuten zu laden sind. Auch Mercedes, BMW, Ford, Stellantis und VW arbeiten mit Partnern an der Entwicklung von soliden Batterien. 

Was bringt die Weiterentwicklung von Li-Ionen-Akkus?

Jüngsten Meldungen zufolge ist die Weiterentwicklung der konventionellen Li-Ionen-Akkus vielversprechend. Hersteller aus China wie vie EVE hat oder CATL entwickeln die flüssigkeitsbasierten Batterien weiter, um eine höhere Energiediechte und einen geringeren Ressourcenverbrauch zu ermöglichen. So hat CATL gleich drei Entwicklungssprünge vermeldet, den Shenxing-Akkus für schnelles Laden in kurzer Zeit, einen kälteunempfindlichen Akku dank robusterem Elektrolyt. CATL arbeitet aber auch an einem Natrium-Ionen-Akku.

Stellantis arbeitet am Lithium-Schwefel-Akku

Stellantis setzt in Zusammenarbeit mit dem kalifornischen Batterieentwickler Lythen auf einen Lithium-Schwefel-Akku, der sich durch eine besonders hohe Energiedichte auszeichnen soll. Weltmarkt. Basis ist dreidimensionales Graphen, ein Material, das aus Methan hergestellt wird und dessen Eigenschaften sich gut auf bestimmte Anwendungen abstimmen lassen.
Der Energiespeicher enthält kein Nickel, Kobalt oder Mangan, was den Kohlenstoff-Fußabdruck um geschätzte 60 Prozent gegenüber Litium-Ionen-Akkus verringern soll. Weiterer Vorteil: Die Rohstoffe für Lithium-Schwefel-Batterien können in Nordamerika und Europa beschafft und hergestellt werden, was die regionale Versorgungssicherheit unterstützt.

Günstiger Aluminium-Schwefel-Akku aus den USA

Auch der Aluminium-Schwefel-Akku, den Forscher am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA entwickelt haben, kommt ohne teures Lithium aus, er könnte also sehr wirtschaftlich sein und die Kosten für Elektromobilität senken. Stattdessen werden Elektroden aus Schwefel und Aluminium verwendet, als Separator dazwischen dient flüssiges Chloraluminat-Salz. Das hat nebenbei den Vorteil, dass die Batterie im Falle einer Überhitzung nicht in Brand geraten kann. Hier gibt es Details zur Zukunft des Akkus.

Wie werden alte E-Auto-Batterien entsorgt?

Nach dem ersten Einsatz in Elektroautos landen viele E-Auto-Akkus im "Second Life", also als stationärer Speicher für Privathaushalte, aber auch zusammengeschaltet als Großspeicher in Gebäuden und Fabriken oder kommunalen Gebäude. Das "zweite Leben" kann zehn weitere Jahre lang währen. Wenn auch das vorbei ist, geht's zum Akku-Recycling. Dabei werden derzeit noch vor allem Aluminium, Stahl und Kunststoffe aus Gehäusen und Komponenten der Akkus rückgewonnen. Das Recyceln der weitaus wichtigeren Rohstoffe im Akku ist derzeit noch sehr teuer. Im Visier haben Forscher vor allem Lithium und Kobalt, aber auch Grafit. Eine 50-kWh-Batterie enthält ungefähr:
• 6 kg Lithium
• 10 kg Mangan
• 11 kg Kobalt
• 32 kg Nickel
• zwischen 50 und 100 kg Grafit.
Bis 2030 sollen nach Berechnungen der Denkfabrik "Agora Energiewende" rund zehn Prozent des Batterie-Rohstoffbedarfs durch Recycling gedeckt werden.

Was ist bidirektionales Laden bei E-Auto-Akkus?

Verfügt das E-Auto über eine bidirektionale Ladetechnik, kann es wie ein fest eingebauter Speicher Energie liefern für die unterschiedlichsten Zwecke. Das heißt, der Akku kann nicht nur Energie durchs Laden aufnehmen und dann beim Fahren den Motor versorgen, sondern auch den Strom wieder nach außen abgeben.
Dies ist beispielsweise bei "Vehicle to Grid" (V2G) praktisch, um zu Spitzenzeiten erzeugten Strom aus Wind oder Sonne zu speichern und anschließend ins Netz einzuspeisen. Eine andere Möglichkeit ist "Vehicle to Home" (V2H), wenn der Strom direkt im Haushalt verbraucht wird. Oder aber der Akku versorgt direkt ein externes Gerät ("Vehicle to load"; V2L), zum Beispiel auf Campingausflügen das E-Bike oder den Elektrogrill.
Bidirektionales Laden beherrschen jedoch nur die wenigsten E-Autos. Vorreiter sind die Japaner mit den dort verbreiteten CHAdeMO-Steckern, einer der ersten Könner war der Nissan Leaf. Inzwischen sind aber auch die mit CCS-Technik ladenden Ioniq 5 und Kia EV6 in der Lage, mit einem Adapter den Ladeanschluss in eine 230-Volt-Steckdose mit 3,6 kW Leistung zu verwandeln.

Von

Andreas Huber