Feststoffakkus: QuantumScape errichtet Pilotanlage

Der Feststoffbatterie-Spezialist und Volkswagen-Partner QuantumScape hat im Rahmen der Bekanntgabe seiner Geschäftszahlen angekündigt, eine Pilotanlage im kalifornischen San José zu errichten. In der QS-0 genannten Anlage sollen über 100.000 Proben der Feststoff-Zellen pro Jahr hergestellt werden können.

QuantumScape äußert auch, dass in der zweiten Hälfte dieses Jahres ein langfristiger Mietvertrag für ein zweites Gebäude unterzeichnet werden dürfte. Dadurch will sich das Unternehmen in die Lage versetzen, vor Ort ab 2023 auch serienreife Zellen zu produzieren. Zunächst hat die Anlage aber den Zweck, weitere Kapazitäten für die Entwicklungsarbeit des Unternehmens zu schaffen. Als Ziel nennt QuantumScape neben der Herstellung von Zell-Proben etwa die Entwicklung einer neuen Generation von Fertigungstools.

Geplant ist, in San José künftig „Batterien für Hunderte von batterieelektrischen Testfahrzeugen pro Jahr zu produzieren“, heißt es im Bericht zu den Geschäftszahlen. „Dies wird es uns ermöglichen, frühe Zellen für VW und andere Automobilpartner bereitzustellen und nicht-automobile Anwendungen zu erforschen.“ Allein im laufenden Jahr will QuantumScape zwischen 230 und 290 Millionen US-Dollar (etwa 190 bis 240 Millionen Euro) in die Hand nehmen, um die Entwicklung seiner Feststoff-Batteriezellen fortzusetzen und die QS-0-Fabrik zu bauen. Frisches Kapital hat das Unternehmen jüngst erst durch seinen Börsengang und im vergangenen Sommer unter anderem durch eine Investition in Höhe von 200 Millionen Euro von Volkswagen erhalten. Mittlerweile gehört den Wolfsburgern ein Drittel des in Kalifornien ansässigen Unternehmens.

Schwieg sich QuantumScape lange zu seiner Technologie aus, legte das Unternehmen im Dezember 2020 erstmals Leistungsdaten von Prototypen-Zellen vor. Seitdem ist etwas klarer, wohin die Reise gehen soll: Die Technologie kann nach Angaben der Amerikaner dazu beitragen, die Reichweite von Elektroautos um bis zu 80 Prozent gegenüber heutigen Lithium-Ionen-Zellen zu verbessern.

Die veröffentlichten Ergebnisse mit einlagigen Pouchzellen lassen darauf schließen, dass sich der Akku von QuantumScape in 15 Minuten auf 80 Prozent der Kapazität schnellladen lässt. Daneben stellt der Entwickler nach 800 Zyklen eine verbleibende Batteriekapazität von mehr als 80 Prozent in Aussicht, wodurch „hunderttausende Kilometer zurückgelegt werden können“. Außerdem soll der Feststoffakku extrem brandsicher sein und auf einem breiten Temperatur-Kontinuum ohne großen Leistungsabfall funktionieren – auch bei Kälte von bis zu minus 30 Grad.

QuantumScape ist es nach eigenen Angaben gelungen, die Lithium-Metall-Festkörperbatterie durch zehn Jahre lange Entwicklungsarbeit derart zu optimieren, dass alle Aspekte von der hohen Energiedichte über die Schnellladefähigkeit und lange Lebensdauer bis zur Sicherheit und realistischen Betriebstemperatur gewährleistet sind. Bis dato gilt vor allem die geringe Zyklenfestigkeit als große Schwäche von Festkörperakkus. Kern der QuantumScape-Technologie ist ein keramischer Separator, der genau hier Abhilfe schaffen soll. Außerdem verfügt die Festkörperbatterie über keine klassische Anode. Diese formt sich aus reinem Lithium-Metall, sobald der Akku aufgeladen wird.

Bei den getesteten Zellen handelte es sich laut den Kaliforniern um einlagige Pouchzellen mit „dicken Kathoden“ (>3mAh/cm2), die analog zu Kathoden von herkömmlichen Batterien aufgebaut sind. Während der Präsentation der Testergebnisse äußerte Firmenchef Jagdeep Singh, dass die weitere Entwicklungsarbeit darin bestehen wird, die einschichtigen Zellen in mehrschichtige Zellen umzuwandeln und diese dann für die Massenproduktion vorzubereiten. Diese soll mithilfe von Volkswagen im zweiten Halbjahr 2024 starten. Die Wolfsburger haben anschließend das Recht, erster Abnehmer der neuen Batterien auf Basis der Festkörper-Technologie zu werden.
electrek.co, sec.gov