Akkutechnik: Batteriezellen mit hoher Spannung lösen zwei Probleme

Eine zwanzigfach höhere Spannung würde nicht nur den Widerstand in einem Batteriespeicher senken. Auch der Betrieb großer Stromspeicher wäre simpler.

15. Oktober 2025 um 15:15 Uhr / Mario Petzold

Vanessa Steinkötter, Florian Leßmann und Marvin Sommer (v. l.) vom Projekt KV-Batt im Hochspannungslabor der FH Dortmund Bild: FH Dortmund/Benedikt Reichel

Eine Forschungsgruppe der Fachhochschule Dortmund arbeitet daran, die Verluste zu minimieren, die durch die Zwischenspeicherung von Strom in Batteriespeichern entstehen. Dafür soll die Spannung zur Stromübertragung innerhalb der Akkumulatoren um das Zehn- bis Zwanzigfache angehoben werden. Die Überlegung dahinter: Die Verlustleistung ist reziprok proportional zum Quadrat der Spannung.

Bei 20.000 Volt statt der in den Versuchen ebenfalls genutzten 1.000 Volt, die derzeit in großen Batteriespeichern zum Einsatz kommen, wäre die Verlustleistung laut der Arbeitsgruppe theoretisch 400-mal kleiner und damit fast vernachlässigbar.

Selbst wenn in der Praxis mit einem geringeren Effekt gerechnet werden muss, sind die Auswirkungen auf das gesamte System beträchtlich. So ist auch eine zusätzliche Kühlung nicht mehr nötig, weil die Verluste, die mit der Erwärmung der Leitungen einhergehen, viel geringer sind.

Unbekanntes, ungenormtes Terrain

Dass das nicht ganz einfach umsetzbar ist, zeigt sich schon daran, dass es dazu ein komplettes Forschungsprojekt namens KV-BATT-SYST an der FH Dortmund gibt. Durch die deutlich höhere Spannung werden zunächst einmal wesentlich leistungsstärkere Isolierungen benötigt.

Man kann die Batteriezellen also nicht einfach neu verschalten, denn immerhin ließen sich die Spannungen einzelner Zellen in Reihenschaltung addieren, sondern benötigt eine neue Architektur. Die Auswirkungen auf die Lebensdauer der Batteriezellen ist noch unbekannt. Zudem fehlten Normen und Regeln für die Isolierabstände im angestrebten Spannungsbereich jenseits von 10.000 Volt, gab Stefan Kempen, Leiter des Projekts, zu bedenken.

Prüfung unter Realbedingungen

Im hochschuleigenen Hochspannungslabor wurde eine eigens entwickelte modulare Hochspannungsbatteriezelle bereits getestet. Sie ist kompakter als herkömmliche Zellen und benötigt keine Kühlung. Sie bewies sich bei verschiedenen Temperaturen und wechselnder Luftfeuchtigkeit.

Ab 2026 soll die Technik zwei Jahre lange in einem Reallabor in Zusammenarbeit mit den Stadtwerken Fröndenberg Wickede östlich von Dortmund getestet werden. Dabei will man die nötigen Erfahrungen für den sicheren Betrieb der Hochspannungsbatterien sammeln, um das Zwischenpuffern von Strom effizienter zu gestalten.