Schwere Akkus von Quantumscape

Der Separator soll es möglich machen, die Lithium-Ionen beim Laden des Akkus direkt als Metall zu speichern. In traditionellen Lithium-Ionen-Batterien wird stattdessen 1 Gramm Lithium in 10 Gramm Graphit eingelagert. Ohne das Graphit könnten diese 10 Gramm eingespart werden.

An dem Problem wird schon lange gearbeitet, denn normalerweise bildet Lithium beim Abscheiden als reines Metall sogenannte Dendriten aus, kleine Verästelungen von Metall, die den Separator durchdringen und Kurzschlüsse verursachen können. Die neue Keramik soll das verhindern, ohne dabei zu schlechter Leistungsabgabe und langsamen Ladegeschwindigkeiten zu führen.

Das ist aber nicht der einzige Weg zu einer leichteren Anode - so wird der Teil des Akkus genannt, in dem beim Laden das Lithium gespeichert wird. Schon lange werden kleine Mengen Silizium mit Graphit gemischt, um die Kapazität zu erhöhen. Ein Gramm Silizium speichert ein Gramm Lithium, es könnten also 9 von 10 Gramm eingespart werden. Tesla verwendet in den neuen 4680-Akkuzellen nur noch Silizium.

Obwohl die Technik noch verbessert werden muss, können damit jetzt schon Akkuzellen mit ähnlich hoher Energiedichte hergestellt werden, wie sie Quantumscape für 2025 verspricht: 900 Wh/l und über 300 Wh/kg.

Separator soll dünner als Haar sein

Der Separator von Quantumscape soll laut Präsentation "dünner als ein menschliches Haar" sein. Das klingt für den Laien sehr gut. Tatsächlich ist es eines von zwei versteckten Eingeständnissen, dass der Separator sehr dick und schwer ist. Ein Haar ist etwa 100 Mikrometer dick. Aber den lückenhaften Angaben nach dürfte die verwendete Kathode nur 40 bis 60 Mikrometer dick gewesen sein.

Normalerweise sollte der Separator sehr viel dünner als die Kathode sein, wie es auch in Diagrammen in der Präsentation von Quantumscape dargestellt wird. Ein echtes Schnittbild des vorgestellten Akkus dürfte ganz anders aussehen. Aber das ist Geschäftsgeheimnis.

Das erklärt auch, weshalb die Firma nur Angaben zur Energiedichte bezogen auf das Volumen macht. Die Batterie soll 1.000 Wh/l erreichen, es wird aber jede Angabe zum Gewicht vermieden. Dabei könnte der dicke Keramikseparator mit seiner vergleichsweise hohen spezifischen Dichte durchaus genauso schwer wie die Graphitanode sein, die er ersetzen soll. Womit gar kein Gewicht eingespart würde. Woraus die Keramik besteht, geschweige denn wie sie hergestellt wird, ist selbstverständlich genauso ein Geschäftsgeheimnis wie ihre tatsächliche Dicke.