Feststoffbatterie von QuantumScape hält 400 Zyklen

Der Feststoffbatterie-Spezialist und Volkswagen-Partner QuantumScape hat Daten veröffentlicht, wonach seine Lithium-Metall-Festkörperbatteriezellen nach 400 Zyklen 15-minütiger Schnellladungen noch mehr als 80 Prozent ihrer Anfangsenergie behielten.

Dabei wurde laut der Mitteilung kein vollständiger Zyklus gefahren, sondern der für Schnellladungen relevante Bereich zwischen zehn und 80 Prozent SoC. Die genaue Restkapazität nach den 400 Zyklen gibt das Unternehmen nicht an, es seien aber „weit über 80 Prozent der Anfangsenergie“ erhalten geblieben, so QuantumScape.

Die Tests wurden mit „einschichtigen Prototyp-Batteriezellen in kommerziell relevanter Größe“ bei mehreren Temperaturen zwischen 25 und 45 Grad Celsius durchgeführt. Zu Vergleichszwecken habe man „Batteriezellen eines handelsüblichen Elektrofahrzeugs eines Drittanbieters“ nach demselben Protokoll getestet. Diese Zellen hätten sich „nach nur wenigen Dutzend Ladezyklen schnell verschlechtert“.

Hier sei erwähnt, dass beide Zellen in 15 Minuten von zehn auf 80 Prozent geladen wurden. Laut dem inzwischen von QuantumScape veröffentlichten Whitepaper zu den Lade-Tests handelt es sich bei der Vergleichszelle um eine Rundzelle von Panasonic im Format 2170 – also wie sie in der Gigafactory 1 in Nevada hergestellt und im Tesla Model 3 und Model Y in Fremont verbaut wird. Während die QuantumScape-Zelle von Anfang an auf dieses Lade-Szenario ausgelegt wurde, ist das bei der Vergleichs-Zelle nicht der Fall – die Ladezeit bei den genannten Tesla-Modelle ist länger. Um die Batterie vor dauerhaften Schäden und wiederholtes Schnellladen mit sehr hohen Leistungen (vor allem an der Graphit-Anode) zu schützen, wird die Ladeleistung ab einem gewissen Punkt abgeregelt, womit die Ladezeit steigt. Es ist also wahrscheinlich, dass die Vergleichs-Zelle außerhalb ihrer vorgesehenen Betriebsbedingungen geladen wurde, was die enorme vorzeitige Alterung erklären könnte.

„Wir glauben, dass die Lithium-Metall-Technologie von QuantumScape einen Weg zu einer deutlich verbesserten Schnellladeleistung in Elektrofahrzeugen bietet“, sagte Jagdeep Singh, Mitbegründer und CEO von QuantumScape. „Wir glauben, dass Innovationen wie diese entscheidend dazu beitragen, die Leistungskluft zwischen Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zu verringern, und die Zukunft des elektrifizierten Transportsektors darstellen.“

QuantumScape rechnet vor, dass die 400 Zyklen bei einem Elektroauto mit 400 Meilen Reichweite (644 Kilometer) einer Gesamtfahrleistung von 160.000 Meilen oder 257.500 Kilometern entspreche. Einschränkend muss erwähnt werden, dass QuantumScape bei den Schnelllade-Test nur 70 Prozent der maximal möglichen Energiemenge genutzt hat und die Norm-Reichweiten im Alltag meist nicht erreicht werden. In der Praxis dürften 400 Zyklen zu einer deutlich geringeren Gesamtfahrleistung führen. Auch aus diesem Grund werden 800 bis 1.000 Zyklen in der Regel als eine Art inoffizieller Industriestandard angesehen.

Wird das Elektrofahrzeug mit einer solchen Batterie überwiegend langsam geladen, lassen sich bei selber Gesamtfahrleistung natürlich höhere Werte bei der Restkapazität erzielen. QuantumScape sieht im Schnellladen aber einen wichtigen Faktor, um zur Verbreitung von Elektroautos beizutragen. Dazu schreibt das Unternehmen: „Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor können in etwa fünf Minuten betankt werden, während die heute führenden Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge (EV) in der Regel etwa 30 Minuten benötigen, um schnell von 10 % auf 80 % der Kapazität aufgeladen zu werden, ohne die Lebensdauer der Batterie zu beeinträchtigen. Diese längere Ladezeit verhindert, dass Elektrofahrzeuge das gleiche Benutzererlebnis bieten wie Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Wenn QuantumScape die heute demonstrierten Fähigkeiten erfolgreich auf den Markt bringen kann, wird der Zeitunterschied zwischen dem Aufladen von Elektrofahrzeugen und dem Auftanken ihrer Gegenstücke mit Verbrennungsmotor nur wenige Minuten betragen.“
quantumscape.com (Mitteilung) quantumscape.com (Whitepaper)