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Die wichtigste Anzeige in einem Elektroauto ist jene zum Ladezustand der Batterie - entsprechend viel wird hier geforscht.

80 % in 8 Minuten: Neuer Wunder-Akku made in China

10.02.2021

Schelle Ladezeit, hohe Reichweite und lange Lebensdauer. Graphen-Batterien sind so etwas wie die eierlegende Wollmilchsau unter den Akkus. Allerdings ist das Material auch sauteuer. Der chinesische Autobauer GAC stellt jetzt aber die Serien-Reife in Aussicht.

Es ist so etwas wie die Achillesferse der E-Mobilität: Elektrofahrzeuge haben einen begrenzte Reichweite und müssen danach aufgeladen werden. Aber wer will schon seine wertvolle Zeit wartend neben einer Ladesäule verbringen? Genau das bemängeln Kritiker von Elektrofahrzeugen. Genau deshalb werden Plug-in-Hybride nach Auslaufen von Leasingverträgen nicht selten mit original verpacktem und somit nie gebrauchtem Ladekabel retourniert. Und genau deshalb forschen Ingenieure weltweit nach neuen Batteriesystemen, dem ultimativen Super-Akku, der nicht nur lange Reichweiten ermöglichst, sondern sich auch in kürzester Zeit laden lässt und womöglich immer noch funktioniert, wenn das restliche Fahrzeug schon längst verschrottet worden ist.

Wie so viele Konzerne nimmt auch der chinesische Autobauer GAC an diesem Wettrennen nach der ultimativen Akku-Technologie teil und er versucht sich jetzt an die Spitze zu setzen. Seine neue Schnellladebatterie soll laut einer aktuellen Aussendung des Konzerns „bahnbrechende Fortschritte“ erzielt haben. Sie basiert auf dem Material Graphen, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt, und daher für Akku-Bauer von hohem Interesse ist. 

Nobelpreis-Gewinner

Graphen ist die Bezeichnung für eine Modifikation des Kohlenstoffs mit zweidimensionaler Struktur, in der jedes Kohlenstoffatom im Winkel von 120 Grad von drei weiteren umgeben ist, sodass sich ein bienenwabenförmiges Muster ausbildet. 2010 wurden Andre Geim und Konstantin Novoselov für ihre Untersuchungen mit dem Material Graphen mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Drei Jahre später hat die EU beschlossen, die Erforschung von Graphen mit einer Milliarde Euro zu fördern.

Deutsche Forscher von Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit dem estnischen Start-Up Skeleton Technologies eine Graphenbatterie entwickelt, die nicht nur kleiner und leichter sein soll, sondern auch langlebiger und sogar in nur 15 Sekunden laden soll. Kürzere Ladezeiten für Elektroauto-Batterien sind prinzipiell schon erreichbar, das große Manko dabei war bisher jedoch: Je schneller geladen wird, umso schneller reduziert sich auch die Lebensdauer des Akkus. Die kurze Ladezeit in Verbindung mit in die Hunderttausende gehenden Ladezyklen beim Graphen-Akku soll drei Hauptprobleme lösen: langsame Ladezeiten, Batterieverschlechterung und Reichweitenangst, heißt es in einer Pressemitteilung von Skeleton Technologies. Es gibt allerdings einen Haken: Die Produktionskosten sind sehr hoch. Skeleton selbst sieht seine Erfindung daher nur als komplementäre Technologie, eine Ergänzungstechnologie zu Lithium-Ionen-Batterien.

Bisher hatte Graphen tatsächlich vor allem ein Problem, nämlich dass es einfach sehr teuer ist – bis zu einigen hundert Dollar pro Gramm. Daher fokussieren sich manche Hersteller mitunter auf alternative Technologien. Auch hier sprechen chinesische Konzerne ein gewichtiges Wörtchen mit. So hatte die KFZ Wirtschaft erst kürzlich darüber berichtet, dass der chinesische Autohersteller NIO das erste Elektroauto vorgestellt hat, das mit einer Festkörper-Batterie ausgestattet ist.

GAC soll jetzt aber die Serien-Reife einer Graphen-Batterie gelungen sein. Gelöst wurde das Problem der hohen Kosten angeblich mithilfe einer neuen 3DG-Produktionstechnologie (dreidimensionales Graphen). Dieses soll die Produktionskosten auf ein Zehntel gesenkt haben.  

Die Elektrofahrzeugindustrie ist insbesondere an der Super-Schnellladebatterie auf Graphenbasis interessiert. Diese Batterie auf Graphenbasis verfügt über eine 6C-Schnellladefähigkeit und kann in Kombination mit einem 600A-Hochleistungsladegerät innerhalb von 8 Minuten auf eine Kapazität von 80 % aufgeladen werden. Diese Batterietechnologie verkürzt aber nicht nur die Ladezeit deutlich, sie soll auch die Batterielebensdauer erheblich verlängern.

Markeinführung im September

„Erfreulicherweise hat die Batterietechnologie nun ihren Weg aus dem Labor in die reale Produktion angetreten“, heißt es in der Aussendung der GAC Group. Die Super-Schnellladebatterie auf Graphenbasis befindet sich nun in der Phase der eigentlichen Fahrzeugtests. Aion V, das erste Fahrzeug, das mit der Batterie ausgestattet ist, soll ab September dieses Jahres in Serie produziert werden.

Damit ist GAC das erste Unternehmen, das ein konkretes Datum für die Marktreife in Aussicht stellt. Weitere Details wie eine Angabe zum Energiegehalt oder wie der Ladetest stattgefunden hat, verriet der Hersteller allerdings vorerst nicht. Auch Größe und Gewicht – bei Graphen-basierten Batterien ist die Energiedichte ein wichtiger Faktor – wurden nicht genannt.

Akkus auf Graphenbasis sind übrigens – selbstverständlich – auch für Smartphones ein heißes Eisen: Die US-Firma Real Graphene beispielsweise will eine darauf basierende neue Akkutechnologie zur Marktreife gebracht haben. Der Prototyp ist eine 3.000-mAh-Batterie, die mit einem 60-Watt-Adapter innerhalb von 20 Minuten vollgeladen sein soll, ohne dabei heiß zu werden. Letzteres könnte die Sicherheit des Geräts beim Schnellladen erhöhen und auch die Lebensdauer des Akkus verlängern. Laut Unternehmensangaben kann der Akku 1.500 Ladezyklen durchlaufen, bevor er an Kapazität verliert. Handelsübliche Smartphone-Akkus erbringen laut Experte schon nach rund 400 Ladezyklen nur noch 80 Prozent ihrer ursprünglichen Leistung.

Autor/in:
Hans-Jörg Bruckberger
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