Tüfteln am Super-Akku

Die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien sind seit 2010 um mehr als drei Viertel gefallen. Der Preisverfall dürfte laut einer aktuellen Studie anhalten und dem Elektro-Auto spätestens 2029 zum Durchbruch verhelfen. Teil 2 unseres Kurzdossiers.


Ein Elektroauto lädt in London
Elektroauto beim Laden in London. (Foto: Frank Hebbert/​Flickr)

Im Jahr 2017 überschritt die Zahl der verkauften Elektro-Autos weltweit die Schwelle von einer Million. Dieses Jahr dürften 1,6 Millionen erreicht werden. 2025 dürften es schon elf Millionen sein und fünf Jahre später 30 Millionen, prognostiziert der aktuelle Electric Vehicle Outlook 2018 des US-Analysedienstes Bloomberg New Energy Finance.

Das rasante Wachstum hat einen Grund: Elektro-Fahrzeuge werden immer preiswerter. Und das liegt vor allem daran, dass Lithium-Ionen-Batterien immer billiger werden: 2010 kostete eine Durchschnittsbatterie noch etwa 1.000 US-Dollar pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Ende 2017 schlugen nur noch 209 Dollar zu Buche. Ein Preisverfall von fast 80 Prozent in nur sieben Jahren.

"Das Ziel der Autoindustrie ist, die Kosten der Batterie in den nächsten sechs, sieben Jahren auf unter 100 Euro zu senken", sagt Wolfgang Klebsch vom Elektrotechnik-Branchenverband VDE gegenüber Klimareporter°. Das wären 116 Dollar.

Der Ansporn dafür ist da: Mit der rasanten Verbreitung von Elektroautos wächst auch der Bedarf von Lithium-Ionen-Batterien. Derzeit werden pro Jahr Lithium-Batterien in einer Größenordnung von 131.000 Megawatt produziert. 2021 dürften es 400.000 Megawatt sein, 2030 dann 1,5 Millionen Megawatt.

Immer höhere Energiedichte

Die Kosten fallen, weil die Produktion der Batterien stark hochskaliert wird – vor allem in China. Ein anderer Grund ist die Verbesserung der Energiedichte. Um fünf bis sieben Prozent pro Jahr ist sie laut dem Bericht in den vergangenen Jahren gestiegen. Theoretisch lässt sich die Energiedichte noch deutlich steigern. "Da gibt es noch viel Potenzial", sagt Klebsch.

Zum Beispiel, indem man am Mischverhältnis der Materialien schraubt. Entwickler tüfteln daran, den Kobalt-Anteil in den Batterien zu senken. Nicht nur, weil der Rohstoff oft unter fragwürdigen Bedingungen abgebaut wird, sondern weil er schlicht teuer ist. Bislang werden in den meisten Lithium-Akkus die Bestandteile Nickel, Mangan und Kobalt zu jeweils gleich hohen Anteilen eingesetzt.

Ziel ist es, den Anteil von Nickel in den Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien um das Achtfache zu erhöhen, was die Energiedichte steigert und die Kosten senkt. Das Problem: Erhöht man den Nickel-Anteil, fangen die Batterien leichter an zu brennen. Um das in den Griff zu kriegen, muss man etwa von einem flüssigen Elektrolyt auf einen festen umsteigen. "Das ist eine Gleichung mit vielen Unbekannten", sagt Klebsch. Er schätzt, dass die fortschrittlichen Akkus eine zehn bis 20 Prozent höhere Energiedichte haben und Anfang des kommenden Jahrzehnts auf den Markt kommen.

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