PowerCo bescheinigt QuantumScape „ermutigende Ergebnisse“ bei Feststoff-Batteriezellen
Das US-Unternehmen QuantumScape hat kürzlich ein Etappenziel erreicht, das nun von Volkswagens Batterie-Tochter PowerCo bestätigt wird: Seine Feststoffzelle absolvierte im A-Muster-Test mehr als 1.000 Ladezyklen. „Das entspricht bei einem Elektroauto mit 500 bis 600 Kilometern WLTP-Reichweite rein rechnerisch einer Fahrleistung von mehr als einer halben Millionen Kilometer“, vergegenwärtigt PowerCo. Gleichzeitig sei die Zelle kaum gealtert und verfügte am Ende des Tests immer noch über 95 Prozent ihrer Kapazität.
In den standardisierten Testverfahren für neu entwickelte Batteriezellen gilt Volkswagen zufolge die Robustheit als wichtigstes Kriterium. „Die branchenüblichen Zielvorgaben für diese Entwicklungsphase sind die Durchführung von 700 Ladezyklen und ein Kapazitätsverlust von maximal 20 Prozent. Diese Vorgaben hat die Feststoffzelle von QuantumScape im jüngsten Test signifikant übertroffen.“ Auch bei anderen Testkriterien wie Schnelllade-Fähigkeit, Sicherheit und Selbstentladung konnte die Zelle die Anforderungen den Wolfsburger zufolge erfüllen.
Die über mehrere Monate hinweg laufenden Tests wurden in den Batterie-Laboren von PowerCo in Salzgitter durchgeführt. Wie die Volkswagen-Tochter ausführt, besteht die getestete Feststoffzelle aus 24 Schichten und entspricht damit bereits der geplanten Serienzelle. Der nächste Schritt auf dem Weg zur Serienproduktion sei nun die Perfektionierung und Skalierung der Fertigungsprozesse. PowerCo betont aber schon jetzt, dass die in-house entwickelte Einheitszelle „grundsätzlich auch für den Einsatz der Feststoffzellentechnologie geeignet ist“.
Der Volkswagen-Konzern ist bereits seit 2012 bei QuantumScape engagiert und einer der Hauptinvestoren des Technologie-Startups. PowerCo-CEO Frank Blome spricht nach den eigenen Labortests von sehr ermutigende Ergebnissen, die das Potential der Feststoffzelle eindrucksvoll untermauerten. „Am Ende dieser Entwicklung könnte eine Batteriezelle stehen, die hohe Reichweiten ermöglicht, superschnell geladen werden kann und praktisch nicht altert. Wir sind von der Feststoffzelle überzeugt und arbeiten mit unserem Partner QuantumScape weiter mit Hochdruck auf einen Serieneinsatz hin.“
QuantumScape hatte über die Ergebnisse der A-Muster-Tests erstmals im Oktober 2023 im Rahmen seines Quartalsberichts berichtet – und dabei erwähnt, diese in den Batterietestlabors eines potenziellen Kunden unter Standardbedingungen durchgeführt zu haben. Sehr wahrscheinlich, dass es sich dabei um Volkswagen gehandelt hat.
Jagdeep Singh, Founder & CEO von QuantumScape, wird in der aktuellen Volkswagen-Mitteilung wie folgt zitiert: „Die Test-Ergebnisse vom Volkswagen Konzern und von PowerCo machen deutlich, dass die anodenlosen Festkörper-Lithium-Metall-Zellen von QuantumScape zu außergewöhnlichen Leistungen fähig sind. Wir haben zwar noch weitere Arbeit vor uns, um die Technologie zur Marktreife zu bringen, aber uns ist aktuell keine andere Lithium-Metall-Batterie im Automobilformat bekannt, die eine so hohe Zyklenfestigkeit über eine vergleichbare Zahl an Ladevorgängen unter ähnlichen Bedingungen gezeigt hat. Wir freuen uns, diese Technologie gemeinsam mit dem Volkswagen Konzern und PowerCo zu industrialisieren und so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen.“
Zur Einordnung: Als erstes kommerzielles Produkt strebt QuantumScape eine Batteriezelle mit der Bezeichnung QSE-5 und einer Ladekapazität von rund 5 Ah an. Diese soll eine Energiedichte von über 800 Wh/L bieten und in etwa 15 Minuten von zehn auf 80 Prozent geladen werden können. Das machte der Feststoffbatterie-Spezialist diesen Sommer 2023 publik.
Ende 2022 hatte QuantumScape bereits erste Prototypen („A0-Prototypzelle“) seiner Feststoff-Zellen mit 24 Schichten an Automobilhersteller zum Testen ausgeliefert, entwickelt die Zelle aber parallel weiter. Kern dieser weiterentwickelten Zelle ist eine neue Kathode, bei der mehr aktives Kathodenmaterial auf der gleichen Fläche untergebracht wird. Zuletzt hatte QuantumScape dieses Material in zweischichtigen Zellen erprobt, das neue Material aber bisher noch nicht in die Zellen mit 24 Schichten eingebracht.
Konkret soll das neue Material wie oben erwähnt eine Ladung von 5 mAh pro Quadratzentimeter ermöglichen. Das ist mehr als die bisherigen Kathoden von QuantumScape (3,1 mAh/cm2) und auch eine Verbesserung zu „den Kathoden, die in kommerziellen Zellen wie der 2170-Batteriezelle (~4,3 mAh/cm2) verwendet werden, die einige der meistverkauften Elektrofahrzeuge von heute antreiben“, wie es im Sommer 2023 in einer Mitteilung hieß – ein klarer Verweis auf das Tesla Model Y.
Zu den neuesten Testergebnissen relativierte das Unternehmen allerdings im Oktober, dass diese nur von der leistungsstärksten Zelle im Testportfolio stammten und an Aspekten wie der Zuverlässigkeit noch gearbeitet werden müsse. Dennoch ist das Ergebnis aus Sicht der Entwickler besonders aussagekräftig, „da die A0-Prototypzelle wie die für die Produktion vorgesehene Zelle QSE-5 über 24 Schichten verfügt und das proprietäre Zellformat von QuantumScape aufweist“. Unterschiede gibt es u.a. bei besagter Kathoden-Innovation und beim Gehäuse.
Zu große Erwartungen dämpfte QuantumScape mit der Aussage, dass die Skalierung von Beginn an mitgedacht werden muss. Wortwörtlich: „Diese Zellen in großen Mengen mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit herzustellen, ist mit erheblichen Herausforderungen verbunden.“
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