Feststoffakkus gelten als nächster großer Schritt in der Entwicklung neuer Batterien für Elektroautos. Sie verzichten auf flüssige Elektrolyte und setzten stattdessen, wie der Name schon sagt, auf Feststoffe als Leitmedium, um die Ionen beim Laden und Entladen der Batterie zwischen den Polen hin- und herzubewegen.

Die zurzeit besten E-Autos

Ausgewählte Produkte in tabellarischer Übersicht
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Die Vorteile, die die Feststoffbatterien versprechen, lesen sich geradezu paradiesisch: mehr Kompaktheit, weniger Gewicht, höhere Energiedichte, weniger Komplexität, günstigere Herstellung – und möglicherweise eine fast doppelt so hohe Reichweite, wie sie die heutigen konventionellen Lithium-Ionen-Batteriezellen bieten.
Allerdings liegt die Betonung auf "versprechen", denn Forschung und Entwicklung bis zur Serienreife dürften noch ein paar Jahre dauern. Dennoch ist es kein Wunder, dass sich viele namhafte Autohersteller Partner in dieser Angelegenheit suchen – zumal die neue Technik die Abhängigkeit von Akkulieferanten in Fernost beenden würde.

Mercedes fährt bei Feststoffakkus zweigleisig

So hat Mercedes durch die Technologiepartnerschaft mit Factorial Energy nach eigenen Angaben "die Weichen für eine vollelektrische Zukunft gestellt". Die Beteiligung an dem amerikanischen Feststoffspezialisten liege im hohen zweistelligen Millionen-Dollar-Bereich, hieß es in einer Mitteilung. Ziel sei "die gemeinsame Entwicklung von fortschrittlichen Batterietechnologien, angefangen bei der Zelle über Module bis hin zur Integration in die Fahrzeugbatterie". Ende Januar 2022 kam nun noch eine Beteiligung an den Taiwanesen von Prologium in ähnlicher Höhe hinzu.
Der Fahrplan zur Serienreife ist allerdings sehr großzügig gefasst: 2023 sollen erste Zell-Prototypen erprobt werden, spätestens in fünf Jahren soll der erste Einsatz in einer "begrenzten Anzahl an Fahrzeugen" erfolgen. Insgesamt wird Mercedes nach eigenen Angaben "bis zum Ende des Jahrzehnts bereit sein, vollelektrisch zu werden – überall dort, wo es die Marktbedingungen zulassen". Eine Formulierung, die noch viele Hintertürchen offen lässt (zum Fahrplan aller Hersteller in die Elektromobilität).

Auch Stellantis an Factorial Energy beteiligt

An Factorial Energy sind auch Hyundai/Kia und Stellantis (u. a. Opel, Peugeot, Citroën) monetär wie kooperativ beteiligt. Eine Finanzierungsrunde von 200 Millionen Dollar (176 Mio. Euro) soll die kommerzielle Produktion und den Einsatz der Feststoffbatterietechnologie beschleunigen. Stellantis hofft, bis 2026 die erste wettbewerbsfähige Batterie auf den Markt zu bringen.

VW und Quantumscape wollen Serienfertigung 2026

Auch für Volkswagen gilt die Feststoffzelle als aussichtsreichster Ansatz für die Elektromobilität der übernächsten Generation. Der Konzern hat in zwei Schritten stolze 300 Millionen Dollar (266 Mio. Euro) ins amerikanische Start-up Quantumscape investiert, das zu den Pionieren im Bereich der Feststoffbatterien zählt.
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Quantumscape kündigte an, zwei Pilotfertigungen für insgesamt rund 200.000 Batteriezellen pro Jahr aufzubauen, um 2025 oder 2026 die Serienfertigung von Lithium-Metall-Feststoffakkus in großem Maßstab starten zu können.

BMW und Ford investieren in Solid Power

Die größte Hoffnung von BMW und Ford in Sachen Feststoffakku heißt Solid Power. Beide Autobauer sind maßgeblich an einer Finanzierungsrunde von 130 Millionen Dollar (115,6 Mio. Euro) mit dem amerikanischen Branchenexperten beteiligt. BMW ist außerdem federführendes Mitglied des Projekts Alano (Alternative Anodenkonzepte für sichere Feststoffbatterien).
Darin befassen sich Partner aus Industrie und Forschung, gefördert vom Bundesforschungsministerium, mit Lithiumbatterien der nächsten Generation, mit Lithiummetall als Anodenmaterial und festem Elektrolyt.

Samsung: Feststoffzelle mit besonderem Aufbau

Bereits im Frühjahr 2020 stellte Samsung den Prototyp einer neuartigen Feststoffzelle vor, die ohne Lithium-Anode auskommt. Das Besondere ist ihr Aufbau: Anstelle einer konventionellen Lithium-Anode verwenden die Koreaner eine Anode mit einer Silber-Carbon-Kompositschicht.
Samsung zeigt Feststoff-Prototypen
Die Akku-Pakete von Elektroautos könnten in Zukunft deutlich schrumpfen. Das Bild zeigt die Batterie des VW ID.3.
Größter Vorteil: Neben einer höheren Batteriekapazität beugt das neue Material der sogenannten "Dendritenbildung" vor. Das sind Ablagerungen, die nach und nach zu nadelförmigen Gebilden heranwachsen können, die den Akku im schlimmsten Fall nachhaltig beschädigen.

Neue Batterie steigert die Reichweite

Mit dem neuen Feststoff-Akku sollen Fahrzeuge mit einer Reichweite von bis zu 800 Kilometern realisiert werden. Die Batterie soll bis zu 1000 Ladezyklen überstehen, bevor sie getauscht werden muss. Zusammengerechnet würde sich eine Gesamtlebensdauer von bis zu 800.000 Kilometern ergeben – eine Fahrleistung, die selbst konventionell betriebene Fahrzeuge sehr selten erreichen.
Das macht den Akku der Zukunft aus
Auch Audi experimentierte mit einem Feststoffakku, etwa in der Studie "e-tron PB18" aus dem Jahr 2018.
Bis Samsung den Prototypen zur Marktreife bringt, wird es aber noch dauern. Vorher müssen alle Komponenten aufeinander abgestimmt und anschließend die passenden Produktionsprozesse geschaffen werden.