Akkutechnologie: Solid Power ist näher an brauchbaren Akkus als Quantumscape

Lückenhafte technische Daten, schräge Kostenvergleiche, verschwiegene Nachteile - aber Solid Power ist immer noch ehrlicher als Quantumscape.

Eine Analyse von veröffentlicht am
Solid Power kann deutlich größere Akkuzellen vorweisen als Quantumscape - und zudem deutlich mehr davon.
Solid Power kann deutlich größere Akkuzellen vorweisen als Quantumscape - und zudem deutlich mehr davon. (Bild: Solid Power)

Die amerikanische Firma Solid Power entwickelt Festkörperakkus für Elektroautos und wird dabei von großen Firmen wie Ford und BMW unterstützt. Am 15. Juni kündigte die Firma nun ihren Börsengang mit Hilfe eines SPACs an, der noch dieses Jahr vollzogen werden soll. Um künftige Anleger für die Firma zu begeistern, präsentierte sie auch ihre Technologie, mit der sie 2024 die industrielle Herstellung ihrer Akkus beginnen will. Ab 2026 soll eine Produktionskapazität für mehrere Gigawattstunden Festkörperakkus zur Verfügung stehen.

Inhalt:
  1. Akkutechnologie: Solid Power ist näher an brauchbaren Akkus als Quantumscape
  2. Festkörperakkus haben weniger Probleme mit Lithium-Metall und Silizium
  3. Hoher Lithiumverbrauch und der Rückstand zu China

Das ist der gleiche Zeitrahmen, den auch der VW-Partner Quantumscape verspricht. Größe, Komplexität und Zahl der bereits hergestellten Zellen zeigen aber deutlich, dass Solid Power dieser Firma in der Entwicklung um Jahre voraus ist. Aber auch bei Solid Power ist Vorsicht geboten. Denn während die Präsentation der technischen Details deutlich besser und umfangreicher ist, gibt es auch hier lückenhafte und irreführende Angaben.

Massenfertigung ab 2026

Solid Power entwickelt zwei unterschiedliche Architekturen von Festkörperbatterien. 2024 soll ein Lithium-Ionen-Akku mit einer Silizium-Anode in die Vorserienfertigung gehen und 2026 die Massenfertigung mit mehreren Gigawattstunden pro Jahr beginnen. Die Anode hat dabei einen sehr hohen Siliziumanteil von 50 Prozent und erreicht so die vierfache Ladungsdichte herkömmlicher Graphit-Anoden mit 2 bis 3 Prozent Silizium-Anteil. Sie soll in der industriellen Fertigung eine Energiedichte von 390 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) erreichen.

Für 2028 hofft Solid Power auf die Massenfertigung von Akkus mit Metallanode, die etwas langsamer laden, aber zusammen mit herkömmlichen Nickel-Kathoden eine höhere Energiedichte von 440 Wh/kg erreichen können. Danach plant die Firma eine Schwefelkathode zu entwickeln, die zusammen mit Lithium-Metall-Anoden noch höhere Energiedichten ermöglicht. Zur Zeit erreichen die Prototypen der Akkuzellen nicht mehr als 320 Wh/kg, was jedoch höher als die rund 270 Wh/kg herkömmlicher Lithium-Ionen-Akkus ist.

Große Zellen mit vielen Lagen, statt briefmarkengroßer Prototypen

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Anders als Quantumscape kann Solid Power bereits Akkus in realistischen Größenordnungen vorweisen. Mit der Lithium-Metall-Anode wurden 22-lagige Akkus im Format 9 x 20 cm mit einer Kapazität von 20 Amperestunden (Ah) produziert, die von unabhängigen Stellen getestet werden. Im Vergleich dazu verweigert Quantumscape Tests durch unabhängige Stellen und legte nur einen 3 x 3 cm großen vierlagigen Akku mit rund 0,11 Ah Kapazität vor. In der industriellen Fertigung will Solid Power Zellen mit 100 Ah Kapazität bauen, was mit einer Spannung von 3,8 Volt rund 380 Wattstunden entspricht.

Solid Power macht auch fast alle Angaben zu ihren Akkus, die Quantumscape verheimlicht. So wird zum Beispiel die Dicke des Separators klar benannt. In einer früheren Akkugeneration lag sie bei 100 Mikrometer, jetzt sind es 50 Mikrometer zusammen mit der Lithium-Metall-Anode und 25 Mikrometer mit der Silizium-Anode. Die beiden Werte sollen bis zum Start der Vorserienproduktion dieser Akkus in den Jahren 2024 und 2026 noch auf jeweils 20 und 15 Mikrometer gesenkt werden. Quantumscape sagt hingegen nur, dass der Separator dünner als ein Haar sein soll.

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Solid Power nutzt einen festen, Lithiumsulfid-basierten Elektrolyt, in dem sich die Lithium-Ionen bewegen können. Quantumscape verwendet wahrscheinlich einen keramischen, oxid-basierten Elektrolyt als Separator und einen flüssigen oder gelartigen Elektrolyt in der Kathode. Möglicherweise ist die Keramik im Separator auch mit einem Polymer versetzt.

Allerdings weicht Quantumscape allen Fragen zum Elektrolyt und dem Separator aus, obwohl das der Kern der Technologie und entscheidend für die versprochene Steigerung der Energiedichte ist.

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Festkörperakkus haben weniger Probleme mit Lithium-Metall und Silizium 
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