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Batterie-Fertigung

Ein Besuch bei Akku-Hersteller Litec

Batteriefertigung Foto: Illustrationen: Matthias Seeburger 13 Bilder

Den Trend verschlafen? Der Ruf des deutschen Akku-Know-how ist nicht der beste. Doch die sächsische Firma Litec lässt mit ihren potenten Lithium-Ionen-Zellen sogar den Fernen Osten staunen.

30.10.2009 Alexander Bloch

„Ich schaue sehr optimistisch in die Zukunft.“ Andreas Gutsch, Geschäftsführer von Litec, hat allen Grund, guter Laune zu sein. Auf der gerade zu Ende gegangenen IAA tobte der große Elektroauto-Hype, und Litec baut die als Schlüsseltechnologie geltenden Lithium-Ionen-Zellen. Diese hochenergetischen Strompakete sind die Basis für die Batterien der kommenden Hybrid- wie auch der reinen Elektroautos.

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Litec sichert sich Produktion der Zellen für den Serien-E-Smart

Der sächsische Hersteller hat sich neben einer 49,9-Prozent-Beteiligung von Daimler zudem den Auftrag für die Produktion der Zellen für den 2012 erscheinenden Serien-E-Smart gesichert. Auch die Lithium-Ionen-Einheiten im KERS-System der Toyota Formel 1-Truppe oder dem Elektro-Roadster Wolf E1 stammen aus dem sächsischen Kamenz. „Die Leute rennen uns zur Zeit die Bude ein. Vor zwei Jahren sind wir noch belächelt worden. Was wollt ihr denn gegen die Asiaten?“ Doch von deren aus dem Handy- und Computerbereich abgeleiteten Lithium-Ionen-Zellen unterscheiden sich die Litec-Produkte laut Gutsch erheblich: „Acht Jahre Forschung stecken in unserer Spezialität, dem keramischen Separator.“

Batterie könnte nach Kilometern deutlich länger halten als das Auto selbst

Dieser verhindert als Trennmembran in einer Batterie den Kurzschluss zwischen Anode und Kathode, ist aber gleichzeitig durchlässig für den wichtigen Ionen-Transport. „Er ermöglicht mit seiner hohen Temperaturfestigkeit bis zu 4.000 volle Ladezyklen. Das ist derzeit Benchmark auf dem Weltmarkt.“ Zum Vergleich: Übliche Lithium-Ionen-Zellen in aktuellen Serien-E-Autos wie dem Tesla Roadster bieten nur rund 600 Ladezyklen. Bei hundertprozentiger Nutzung der Kapazität, und die ist laut Gutsch problemlos möglich, würde schon beim kommenden Elektro-Smart die Batterie nach Kilometern deutlich länger halten als das Auto selbst. Die kalendarische Haltbarkeit sei jedoch noch nicht ausreichend erforscht, dafür sei diese Art von Lithium-Ionen-Zellen noch zu jung.

Für die Zelle in einem Hybridauto spielt die Leistungsdichte die wichtigste Rolle

„Über die Sicherheit, die wir uns mit dem keramischen Separator reinholen, können wir die elektrischen Kenndaten der Zelle besonders vorteilhaft auslegen“, erläutert Gutsch. Und die werden je nach Anforderung angepasst. Für die Zelle in einem Hybridauto spielt die Leistungsdichte die wichtigste Rolle. Eine Zelle wie die Litec HPA6 (High Power) muss in der Lage sein, kurzfristig hohe Ströme zu liefern. Dafür wird bei Tests bis zu 300.000 Mal eine Spitzenbelastung von 400 Ampere gefordert. Das entspricht bei einer 288-Volt- Batterie einer Leistungsanforderung des Autos von 115 Kilowatt (154 PS). Die Kapazität ist dagegen zweitrangig, da bei Hybridautos immer nur ein kleiner Teil der Batterie entladen wird.

Die Litec-Zelle ist zwar teuer, benötigt aber weniger Kühlaufwand

Für die Akkus in einem reinen Elektroauto spielt vor allem die Energiedichte die entscheidende Rolle, um große Reichweiten zu ermöglichen. Sie wird üblicherweise in Wattstunden pro Kilogramm angegeben. Und die liegt bei der Litec-Zelle HEA40 (High Energy) bei sehr guten 144 Wh/kg. „Wir sehen weltweit ein sehr großes Interesse an unseren Produkten. Erst vor kurzem hat ein chinesischer Elektrobus-Hersteller angefragt. Aber schlechter kann man sein Know-how kaum verkaufen“, fügt Gutsch lächelnd hinzu. „Unsere Zelle ist durch den hohen Aufwand, den wir treiben, zwar teurer, aber sie benötigt auch weniger Kühlaufwand und kann daher dicht gepackt werden. Dadurch sinken die Gesamtsystemkosten deutlich.“

Engpass für die Produktion von Lithium-Ionen-Zellen steht bevor

Als Tochter des deutschen Chemie und Energie-Konzerns Evonik hat Litec vor drei Jahren mit 20 Mitarbeitern seine Produktion gestartet. Inzwischen sind es schon 200, die Automatisierung wächst wöchentlich, und die große Expansion steht kurz bevor: „Um Faktor 30 werden wir in den kommenden zwei Jahren unsere Produktion, gemessen an der Zellenkapazität, steigern.“ Trotzdem sieht Gutsch in den nächsten fünf bis zehn Jahren einen Engpass für die Produktion von Lithium-Ionen-Zellen. „Es mangelt nicht an Rohstoffen, sondern an Firmen, die entsprechende hochreine High-Performance-Werkstoffe herstellen und verarbeiten können. Der Eisengehalt in unseren Zellen liegt zum Beispiel zehn Mal geringer als in einem Handy-Akku.“

Qualitätsunterschiede zu Handy-Batterien aus China sind gigantisch

Als Vorlaufzeit für den Aufbau einer neuen Zellfabrik beziffert der Doktor der Verfahrenstechnik mindestens zwei Jahre. „Da kann man sich ausrechnen, wie knapp es wird, wenn alle EAuto-Prototypen, die auf der IAA zu sehen waren, wirklich in Serie gehen.“ Und Handy-Batterien aus China zu nehmen, ist nach Gutschs Meinung nicht die Lösung: „Das heißt zwar alles Lithium-Ionen, aber die Qualitätsunterschiede sind gigantisch.“

Die Kosten pro Kilowattstunde liegen derzeit bei rund 1.000 Euro

Ein schneller und drastischer Preisverfall zeichnet sich ebensowenig ab. Derzeit liegen die Kosten pro Kilowattstunde bei rund 1.000 Euro. Was bei den geplanten Stadt-E-Autos rund 16.000 Euro nur für die Batterie bedeutet. „Bei über einer Million produzierter Zellen können wir durch Skaleneffekte den Preis vielleicht halbieren. Aber die manchmal genannten 300 Dollar pro Kilowattstunde sind ein Wunschtraum“, relativiert Gutsch die Erwartungen.

Und vor allem eine Botschaft ist ihm wichtig: „Das E-Rennen ist noch nicht gelaufen. Die Europäer haben noch sehr gute Chancen.“

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