Neue Batterietechnologie: Der Akku, der die Reichweite von E-Autos verdoppelt

Bosch hat einen neuen Lithium-Ionen-Akku erfunden, der bei weniger Gewicht mehr Leistung bringen soll. (Bild: Bosch)

IAA 2015

Eine neue Lithium-Batterie von Bosch soll die Reichweite von Elektroautos verdoppeln. Zugleich sinken Gewicht, Größe und Kosten stark. Das könnte die Elektromobilität für Verbraucher deutlich attraktiver machen.
Von Jürgen Rees

Der Autozulieferer Bosch stellt diese Woche auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA) in Frankfurt eine neuartige Batterietechnologie vor, die nach Angaben des Unternehmens die Reichweite von Elektroautos verdoppelt und die Kosten senkt. Elektrofahrzeuge wie der BMW i3 oder der Nissan Leaf, die heute mit einer Batterieladung im Schnitt etwa 150 Kilometer Reichweite schaffen, sollen dann mehr als 300 Kilometer weit fahren. Gleichzeitig ist der Batteriepack um rund 75 Prozent kleiner und um die Hälfte leichter.

Ein Batteriepack, der heute im Elektrokleinwagen VW E-up etwa 18,8 Kilowattstunden leistet, wiegt stolze 230 Kilogramm. Mit den neuen Bosch-Akkus wären es nur noch rund 115 Kilo, die zudem nur ein Viertel des Bauraumes in Anspruch nehmen - eine enorme Erleichterung für die nach wie vor ziemlich schweren Elektroautos.

Neue Technologie hat enorme Vorteile

Bosch hat für diesen Durchbruch das Startup Seeo aus dem kalifornischen Hayward zu einem nicht näher genannten Preis übernommen. Das 35-Mitarbeiter-Unternehmen hat eine neuartige Festkörperzelle für Lithium-Batterien entwickelt und mit mehreren Patenten abgesichert. "Die Festkörperzelle könnte eine entscheidende Durchbruchstechnologie sein", sagt Volkmar Denner, Vorsitzender der Geschäftsführung der Robert Bosch GmbH.

Der Grund für die Freude: Batterien bestehen aus vielen einzelnen Zellen. In der Zellchemie spielt das Material der Plus- und Minuspole (Anode und Kathode) eine entscheidende Rolle. Bei der aktuellen Lithium-Ionen-Batterie ist die Energiedichte und damit die Leistungsfähigkeit dadurch begrenzt, dass die Anode zu großen Teilen aus Graphit besteht.

Lithium ist, wie mancher aus dem Chemieunterricht noch weiß, ein sehr reaktionsfreudiges Element: Schmeißt man ein Stück in Wasser, verbrennt es unter heftiger Wärmeentwicklung. Um diese Reaktion zu verhindern, ist das Lithium in der Lithium-Ionen-Zelle mit eher reaktionsträgem Graphit geschützt. Das wiederum senkt aber die Energieausbeute der Zelle.

Die neue Festkörperzelle hat in ihrem Inneren eine Anode aus massivem Lithium und ein nanostrukturiertes Verbundmaterial aus Festkörper-Polymeren aus Kunststoffen. In der neuartigen Festkörperzelle fehlen die Flüssigkeit und auch das schützende Graphit. Die reine Lithium-Anode wäre ein großer Innovationssprung im Aufbau der Batteriezelle.

Diese Kombination hat im Vergleich zur herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie enorme Vorteile:

• Doppelter Energiegehalt
• Die Zelle kann nicht brennen und ist damit sicherer als Lithium-Ionen-Akkus
• Sie ist 75 Prozent kleiner und damit deutlich leichter
• Die Haltbarkeit ist mindestens so gut wie die jetziger Lithium-Ionen-Akkus

Weil die neue Batterie sich zudem weitgehend mit der bekannten Technik in herkömmlichen Lithium-Ionen-Produktionsstätten herstellen lassen soll, halten sich die Kosten in Grenzen. Bosch geht sogar davon aus, dass der Batteriepack von morgen, der mindestens 300 Kilometer Reichweite haben wird, kostengünstiger ist als der, der heute in Elektroautos mit etwa 150 Kilometer Reichweite verbaut ist.

Bosch hat jetzt durch den Kauf des Startups erste Musterzellen, die das Potenzial haben, den hohen Anforderungen der Automobilindustrie an Haltbarkeit und Sicherheit gewachsen zu sein.