Lithium-Ionen-Akkus sind heute Standard als Energiespeicher im E-Mobil. Doch nicht in jedem Fahrzeug steckt die gleiche Technik.
Frage: ,,Die Akkus sind die wichtigsten Komponenten beim E-Auot. Wie ist der Stand der Technik und welche Fortschritte sind in Zukunft zu erwarten?"
Antwort von Hermann-Josef Stappen, Diplom-Ingenieur und Technik-Experte bei Porsche: ,,Es gibt heute Lithium-Ionen-Zellen in verschiedenen Grundausführungen, zum Beispiel: Lithium Manganese Oxide (LMO), Nickel Manganese Cobalt (NMC), Nickel Cobalt Aluminium (NCA), Lithium Eisen Phosphat (LFB) und Lithium Titanat Oxide (LTO). Diese Unterschiede sind immer an der Kathode, also am Minuspol. Der Pluspol - die so genannte Anode - besteht grundsätzlich aus Kohlenstoff. Die verschiedenen Kathodenmaterialien zeichnen sich durch unterschiedliche Leistungsfähigkeit und unterschiedliche Zellspannung aus. Für sehr hohe Leistungen kommt eher LTO oder LFP zum Einsatz, dafür ist der spezifische Energie-Inhalt bei NCA und NMC höher. Für Antriebsbatterien wird heute fast ausschließlich NMC und NCA eingesetzt. LFP nutzt man aufgrund der Spannungslage als Ersatz der Bleibatterie im Fahrzeugbordnetz. LTO wird bisher nur in Nischenmärkten verwendet, wo sehr hohe Leistungen erforderlich sind, und wo sehr oft ge- und entladen wird. Das nennt man hohe Zyklisierung, und kommt zum Beispiel bei Elektrobussen vor.
Der Schwerpunkt bei der Zellforschung liegt aktuell auf der Suche nach Festelektrolyten, um den Kohlenstoff auf der Anode entfallen zu lassen. Statt das Lithium in den Kohlenstoff einzulagern, könnte es direkt an der Anode metallisch abgeschieden werden. Das verringert Gewicht und Volumen. Dafür muss der Festkörperelektrolyt aber bestimmte Voraussetzungen erfüllen und der Prozess muss reversibel über die gesamte Lebensdauer funktionieren. Dazu gibt es in der Zwischenzeit viele verschiedene Ansätze, aber noch keine serienfähige Lösung."
