Akkupacks mit der Energiedichte von Akkuzellen
Sehr enthusiastisch scheint CATL in Bezug auf diese sogenannten Superhybrid-Akkus allerdings nicht zu sein und sieht ihren Einsatz nur in Akkupacks für Plugin-Hybridwagen vor. Sie sollen nun 600 km elektrische Reichweite im chinesischen Testzyklus haben, um weitgehend auf den Einsatz des Verbrennermotors zu verzichten. An der Leistung kann es also nicht liegen. Enthusiastisch ist CATL hingegen beim neuen Qilin-Akkupack der nunmehr dritten Generation, die in Sportwagen bis zu 3 Megawatt Spitzenleistung abgeben können sollen.
Im Vergleich zum ersten Qilin-Akkupack wird die neue Generation etwa 10 Prozent mehr Energie speichern können. Das ist besser, aber kein Vergleich zum riesigen Sprung, den das erste Qilin-Akkupack darstellte, als die Energiedichte um etwa 40 Prozent oder von etwa 180 Wh/kg der damals üblichen NMC-Akkupacks auf 255 Wh/kg stieg. Dennoch: Mit 280 Wh/kg und 600 Wh/l liefert die neue Generation der Qilin-Packs Werte, die vor fünf Jahren nur von nackten NMC-Zellen erreicht werden konnten.
Akkus mit Gel sind besser als Festkörperakkus
Möglich wird das durch bessere Akkuzellen, in denen ein feuerresistenter Gel-Elektrolyt genutzt wird, der auch erstmals in einem Video gezeigt wurde(öffnet im neuen Fenster). Es wird auf Englisch als "condensed eletrolyte" bezeichnet und auch in den 500 Wh/kg Akkuzellen benutzt, die in Flugzeugen getestet werden. Zu den Flugzeugzellen soll demnächst eine dezidierte Technikpräsentation folgen. Als ausgereift können diese Zellen jedoch nicht bezeichnet werden.
In den neuen Qilin-Packs für Autos kommen Zellen mit "nur" 350 Wh/kg und 760 Wh/l und dem gleichen Elektrolyt zum Einsatz, das sind gleichwohl sehr gute Werte. Wie schon bei der ersten Vorstellung der 500 Wh/kg-Zellen vermutet, handelt es sich dabei also nicht um Festkörperakkus.
Das ist keine Überraschung. Denn Festkörperakkus sind für hohe Energiedichte immer nur zweite Wahl. Feste Elektrolyte haben immer eine deutlich höhere Dichte als flüssige oder gelartige Elektrolyte, was das Gewicht der Festkörperakkus erhöht und damit deren Energiedichte senkt. CATL versucht, mit dem gelartigen Elektrolyt die Bildung nadelförmiger Dendriten von Anfang an zu verhindern, die Kurzschlüsse im Akku auslösen können, statt feste Elektrolyte zu entwickeln, die nicht von Dendriten durchdrungen werden können.
Das Gel erlaubt einfachere Herstellungsprozesse im Vergleich zu den festen Oxiden und Sulfiden der Festkörperakkus. Um die Brandgefahr zu mindern, bildet es an der Luft eine sauerstoffundurchlässige Schicht, wenn es hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Dadurch ist es feuerresistenter als reine Flüssigkeiten. Der Vorteil von Festkörperakkus ist die noch höhere Hitzeresistenz, nicht die Energiedichte.
Höhere Energiedichte durch Silizium
Wie genau die Energiedichte der neuen Auto-Akkus mit 350 Wh/kg Energiedichte erreicht wurde, war in der Simultanübersetzung nicht zu verstehen. Die Übersetzung war bei technischen Themen leider durchweg schlecht und alle Folien lagen, wie gesagt, nur auf Chinesisch vor. Eine KI-Übersetzung legt nahe, dass die Kathodenpartikel nun eine radiale Struktur aufweisen und die Anode aus Kohlenstoffpartikeln mit hohen Siliziumanteilen besteht. Diese Partikel haben Hohlräume, in denen Lithium gespeichert werden und die Expansion der Siliziumpartikel aufgenommen werden kann.
Die Präsentation des Qilin-Packs wurde genutzt, um die Luxus-Autos mit 1.000 km Reichweite und LFP-Akkus als nicht-luxuriös zu bezeichnen, weil deren Akkupacks 255 kg mehr wögen und somit 6 Prozent mehr Strom verbrauchten. Das dürfte vor allem gegen die BYD-Luxusmarke Yangwang gerichtet gewesen sein.
Kombiniert wurde das mit langen Ausführungen zur Sicherheit des Qilin-Packs und dazu, wie das thermische Durchgehen – also die Möglichkeit der Selbsterhitzung von NMC-Akkus durch innere Sauerstofffreisetzung – unter Kontrolle gebracht werden soll. Die höhere Sicherheit von LFP ist ein wesentlicher Grund für dessen Beliebtheit in Elektroautos, insbesondere auch in Yangwang-Hochleistungswagen.