Günstigere Feststoffbatterie mit Polymerelektrolyt geht in Produktion – Sunwoda deutet 700 Wh/kg Energiedichte an
Sunwoda, einer der fünf größten Zellhersteller Chinas, wird noch in diesem Jahr mit der Massenproduktion von Festkörperbatterien in einer Pilotanlage beginnen. Für 2026 ist eine Kapazitätserweiterung geplant. Die erste Generation des Polymerelektrolyten des Unternehmens hat eine produktionsreife Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von 400 Wh/kg ermöglicht. Dies entspricht fast einer Verdoppelung der durchschnittlichen Energiedichte bestehender Batterien mit flüssigem Elektrolyt in Massen-Elektrofahrzeugen oder Power Stations, wie der neuen Anker Solix (derzeit bei Amazon für 1.678,40 Euro erhältlich).
Doch Sunwodas andere Errungenschaft ist der Preis. Zwar mögen Batteriezellen mit Festkörpertechnologie höhere Kapazitäten bieten und dank des Fehlens von flüchtigem Flüssigelektrolyt von Natur aus sicherer sein, doch sind sie bei geringeren Stückzahlen immer noch recht teuer in der Herstellung. Bei der Ankündigung seiner 400 Wh/kg Festkörperbatterie erklärte Sunwoda jedoch, dass es diese zu Kosten massenproduzieren könne, die mit denen von Semi-Festkörperbatterien vergleichbar sind.
Letztere enthalten fünf Prozent flüssigen und 95 Prozent festen Elektrolyt. Semi-Festkörperbatterien werden von Autoherstellern wie NIO als Brückentechnologie genutzt. Das 150-kWh-Batteriepack von NIO ermöglicht es der ET7-Limousine, mehr als 1.000 Kilometer mit einer Ladung zurückzulegen. Auch der weltgrößte Batteriehersteller CATL betrachtet Semi-Festkörperbatterien als einen guten Kompromiss zwischen Leistung und Preis pro kWh. Sollte Sunwodas reine Festkörperbatterie die Kostenparität mit diesen Batterien erreichen, werden die Autohersteller mit Sicherheit aufmerksam.
Neben der produktionsreifen Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von 400 Wh/kg hat der chinesische Top-5-Zellhersteller bereits einen Prototyp mit 520 Wh/kg entwickelt, ebenso wie Toyota, CATL oder Samsung. Die 3D-Kompositanode des Unternehmens unterstützt den Ionentransfer, während eine Schicht mit winzigen Bläschen, die ein Grenzflächen-Reparaturmittel enthalten, die SEI-Schicht (Solid Electrolyte Interphase Film) repariert. Dadurch wird das Wachstum von Dendriten verhindert und deren zerstörerische Nebenwirkungen unterdrückt. Dieses Modell soll um das Jahr 2027 in die Produktion gehen, wenn auch die meisten anderen Hersteller von Festkörperbatterien mit ihrer Massenproduktion beginnen werden.
Sunwoda erwartet allerdings, bis dahin mit verschiedenen Prototypen dank seiner proprietären Polymerelektrolyt-Technologie eine Energiedichte von 700 Wh/kg erreicht zu haben. Den bisherigen Rekord für die Energiedichte von Festkörperbatterien hielt zuvor der größte Autoexporteur Chinas, Chery. Chery hat kürzlich angekündigt, im Jahr 2027 Fahrzeuge mit einer Festkörperbatterie mit 600 Wh/kg auf die Straße zu bringen. Dabei verfolgt das Unternehmen denselben Polymerelektrolyt-Ansatz. Sunwodas Festkörperbatterie weist eine Kathodenporosität von nur 5 % auf. Dieser Wert ist also fünfmal niedriger als üblich, während die Ionenleitfähigkeit gleichzeitig verdreifacht wird.
Die „nanostrukturierte Hochenergie-Anode” (High-Entropy-Anode) hat die siebenfache Kapazität von Graphit-Anoden und die doppelte Zyklenlebensdauer. Die Komposit-Polymerelektrolyt-Membran von Sunwoda erleichtert die Ionenleitfähigkeit erheblich, ist aber gleichzeitig elastisch und langlebig. Auch die Zellgrenzflächenbeschichtung ist flexibel und weist laut Sunwoda „hohe Ionenleitung, starke Haftung, hohe Duktilität und Fähigkeit zur Selbstreparatur” auf. Die resultierenden 20-Ah-Zellen bieten eine Langlebigkeit von 1.200 Lebenszyklen und haben bereits den Nagelpenetrationstest sowie den Heißkasten-Sicherheitstest bei 200 °C bestanden.
Die vielversprechende Technologie wird auch in Laboren ständig weiterentwickelt: So kündigte die Chinesische Akademie der Wissenschaften kürzlich einen flexiblen Festkörperbatterie-Prototyp mit Polymerelektrolyt an, der eine um bis zu 86 % höhere Energiedichte aufweist als die derzeit produktionsreifen Festkörperbatterien, die je nach Hersteller zwischen 350 Wh/kg und 400 Wh/kg erreichen. Die 500 Wh/kg-Festkörperbatterien galten zuvor als theoretische Grenze der aktuellen Technologie. Sie werden bereits in Prototypenfahrzeugen wie dem Mercedes EQS getestet, der damit rund 1.200 km mit einer Ladung zurücklegen kann. Ihre Massenproduktion ist jedoch erst für das Jahr 2027 geplant und wird zunächst nur in kleinen Chargen für Premium-Elektrofahrzeuge erfolgen.
