Erster Feststoffbatterie-Standard setzt Leistungs-Benchmarks für die Welle an E-Autos ab 2027

Während Unternehmen ihre Pläne für die Produktion und den Einsatz von Feststoffbatterien beschleunigen, zielt die weltweit erste Standardisierungsinitiative darauf ab, Mindestleistungs- und Sicherheitsstandards für diese junge Technologie festzulegen.

Ein staatlich gefördertes Vorhaben in den Bereichen E-Fahrzeuge, Energiespeicherung und Batterien trug ein Jahrzehnt später Früchte und machte China zum weltweit führenden Hersteller. Nun will das nationale Normungsgremium dasselbe für die nächste Ära der Batterietechnologien erreichen.

Standardisierung und Kategorisierung von Festkörperbatterien

Im Dezember wurde der erste Teil der Norm „Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge: Terminologie und Klassifizierung“ fertiggestellt. Das China Automotive Technology and Research Center (CATARC), das den Entwurf erstellt hat, standardisiert nun die entsprechenden Zertifizierungstests. Das Ziel besteht darin, im Juli den ersten Standard für Festkörperbatterien zu veröffentlichen, der die folgenden Anforderungen festlegt:

Festkörperbatterien verwenden feste Elektrolyte und Separatoren anstelle von flüssigen. Sie sind nicht brennbar, auslaufsicher, temperatur- und durchstichfest. Außerdem weisen sie eine Energiedichte von 300–500 Wh/kg auf, ermöglichen eine Reichweitensteigerung von 30–100 % und weisen einen geringeren Energieverlust bei niedrigen Temperaturen auf.

Die Initiative soll die Kommerzialisierung von Zellen mit festem oder nahezu festem Elektrolyt beschleunigen. Dabei unterscheidet die neue nationale Kategorisierung klar zwischen beiden. Batterien, die bisher als „Semi-Solid“ bezeichnet wurden und nur 5 % flüssigen und 95 % festen Elektrolyt enthalten, werden nun als Hybrid-Fest-Flüssig-Batterien kategorisiert. Sie sind kostengünstiger in der Herstellung als reine Festkörperbatterien (100 % fest), aber nahezu ebenso sicher. Zudem bieten sie eine wesentlich höhere Energiedichte als aktuelle ternäre Batterien mit flüchtigen Flüssigelektrolyten.

Laut CATARC ergibt sich die Dringlichkeit der Normung daraus, dass sowohl Automobilhersteller als auch Batterieproduzenten ihre Zeitpläne für Markteinführungen beschleunigt haben. Die ersten massengefertigten E-Fahrzeuge mit Festkörperbatterie werden bereits für das Jahr 2027 erwartet. Einige lokale Batterie-Start-ups verzichten sogar darauf, im hart umkämpften Markt für herkömmliche Flüssigelektrolyt-Batterien anzutreten, und versuchen ihr Glück direkt bei der Entwicklung von Hybrid- oder Festkörperbatterien.

Die Entwicklungsstufen dieser Technologie erreichen Energiedichten von 300 bis 500 Wh/kg, abhängig von der Elektrolyttechnologie, dem Sicherheitsprofil und den Herstellungskosten. Das ist immer noch das Zwei- bis Dreifache aktueller E-Auto-Batterien. BYD gab kürzlich Fortschritte bei seiner sulfidbasierten Elektrolyttechnologie bekannt.

Diese soll die Massenproduktion von Festkörperzellen ermöglichen, die bisher entweder zu teuer waren oder eine zu kurze Lebensdauer hatten. Neben chinesischen Akteuren wie CATL, Dongfeng, WeLion, Chery und BYD haben auch internationale Hersteller wie Toyota das Jahr 2027 als Ziel für die Markteinführung entsprechender E-Autos ausgegeben. Dies macht rasche Bemühungen um Standardisierung und Zertifizierung unumgänglich.