Mit mehr Gewicht können Laborergebnisse beschönigt werden

In der Wissenschaft gibt es viele für die Industrie ungeeignete Labormethoden, um gute Messergebnisse zu erzielen. Dazu gehört die Verwendung großer Mengen von Elektrolyt, Bindemittel und stromleitendem Kohlenstoff. Das Resultat ist dann ein Akku mit hoher Leistung, kurzer Ladezeit und langer Lebensdauer - allerdings auch mit großen Mengen inaktiver Stoffe in der Kathode, die zu einer schweren, dicken und teuren Akkuzelle führen.

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Quantumscape und der Laborbericht machen keine Angaben zum Aufbau der Kathode, dem Anteil an inaktiven Materialen, ihrer Dicke oder ihrem Gesamtgewicht. Auch zum Separator ist nur bekannt, dass er nicht brennbar sein soll und keramische Oxide verwendet. Zur Dicke und dem Gewicht des Separator gibt es keine Angaben, obwohl sie für die wichtigste Eigenschaft des Akkus - der hohen Energiedichte - entscheidend sind. Die Entwicklung dünner und leichter Separatoren gehört zu den größten Herausforderungen der Festkörperakkus.

Aus dem letzten Graph im Testprotokoll geht klar hervor, dass sich im Akku bei Anlieferung ein Lithiumreservoir befand. Das ist sonst nur in Akkus zu sehen, in denen sich auch im entladenen Zustand noch Lithium in der Anode befindet. Der Graph gibt die Coulombische Effizienz an, also wieviel Ladung beim Entladen im Vergleich zum Beladen des Akkus wieder gewonnen wurde.

Wieviel wiegt das Lithiumreservoir im Akku?

Das Verhältnis betrug im Durchschnitt 99,966 Prozent, was nach 814 Ladezyklen einem Kapazitätsverlust von rund 25 Prozent entsprechen würde. Der Akku verlor aber nur 10 Prozent der Kapazität. Die Differenz muss aus einem Lithiumreservoir kommen, das am Ende des Tests noch nicht erschöpft war. Sonst hätte der Akku gegen Ende des Tests schneller an Kapazität verlieren müssen.

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In der einfachen Bauweise eines Akkus mit Lithium-Metallanode ist dieses Reservoir eine Folie aus reinem Lithium, die beim Zusammenbau des Akkus zwischen der Kupferfolie der Anode und dem Separator eingefügt wird. Das ist in Bezug auf das Gewicht die leichteste Methode, ein Lithiumreservoir zu erzeugen.

In der anodenfreien Bauweise von Quantumscape muss dieses Reservoir aus einem Bestandteil des Kathodenmaterials heraus aufgebaut werden. Dazu muss man Lithium aus einer chemischen Verbindung mit anderen Stoffen herauslösen , die ihrerseits mehr wiegen als das reine Lithium. Im einfachsten Fall kann es genügen, die Kathode dazu schlicht dicker zu machen, was aber einen großen Verlust an Energiedichte bedeuten würde.

Es gibt mehrere weitere Labormethoden, um zusätzliches Lithium in der Kathode zu verarbeiten, etwa im Bindemittel, dem leitenden Kohlenstoff oder in Form von nicht wieder aufladbaren Opferkathoden. Damit könnte im Vergleich zu der Lösung einer einfach nur dickeren Kathode Gewicht gespart werden. Aber was genau Quantumscape tut und welche Auswirkungen auf die Energiedichte zu erwarten sind, wird von der Firma nicht gesagt.

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 Festkörperakkus: Quantumscape verschweigt weiter Energiedichte seiner AkkusAngaben zu anderen Festkörperakkus sind viel offener 
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