BMW verbaut Feststoffzellen von Solid Power in i7
Seit Jahren tüfteln BMW und Solid Power gemeinsam an Feststoffbatterien. Die Anfänge ihrer Partnerschaft reichen bis 2016 zurück. Richtig ernst wurde es dann vor drei Jahren, als beide Seiten eine Technologietransfer-Vereinbarung schlossen. Ein direktes Resultat ist nun der Test von Feststoffzellen in einem BMW-Erprobungsauto. Dabei werden die Solid Power-Zellen mit ihrem sulfidbasierten Elektrolyten komplett in ein Batteriepaket integriert, wovon sich die BMW Group in den kommenden Monaten „weitere wichtige Erkenntnisse im Testprogramm“ verspricht. Untersuchen wollen die Partner vor allem das Management der Zellausdehnung. Außerdem steht im Fokus, wie der Betriebsdruck gesteuert werden und wie die Anpassung der Temperatur-Randbedingungen erfolgen kann.
Viel weiter ins Detail geht BMW nicht, äußert aber immerhin, dass die im Testfahrzeug integrierte Konzeptbatterie „Gen5-Bauprinzipien mit neuen Modulkonzepten zur Integration von Feststoffzellen von Solid Power kombiniert“. Mit Gen5 sind die prismatischen Zellen gemeint, die aktuell in Modulen in Elektroautos von BMW verbaut werden. Es handelt sich also noch nicht um die künftigen Rundzellen der Neuen Klasse, die im Unternehmen unter Gen6 geführt werden. Das Testauto ist ebenfalls schon bewährt: Den i7 stellte BMW im April 2022 als neues Elektro-Flaggschiff vor.
Als potenzielle Vorteile der Feststoffbatterie sehen BMW und Solid Power „eine höhere Energiedichte in einem sehr kompakten Speicher im Vergleich zu heutigen Technologien“. Die Münchner betonen, dass die innovativen Zellen dabei zwar von Solid Power entwickelt und hergestellt werden, dies aber in enger Zusammenarbeit mit Experten der BMW Group geschieht. Das Potenzial ist aus Sicht der Partner da, allerdings wird es keinen schnellen Serieneinsatz geben: „Um die ASSB-Technologie in einem wettbewerbsfähigen Gesamtspeicher zu realisieren, sind weitere Entwicklungsschritte erforderlich“, heißt es in einer begleitenden Mitteilung.
Martin Schuster, Vice President Battery Cell und Cell Module bei der BMW Group, kommentiert: „Unser BMW i7 ASSB-Testfahrzeug auf der Straße ist ein perfektes Beispiel für die technologieoffene Denkweise der BMW Group. Wir treiben die Entwicklung neuer Batteriezelltechnologien kontinuierlich voran, und vertiefen unser Know-How mit wertvollen Partnern wie Solid Power dabei ständig.“
„Solid Power ist sehr stolz darauf, dass unsere Partnerschaft mit BMW zur ersten Demonstration von echten Feststoff-Batteriezellen in einem Fahrzeug geführt hat“, ergänzt John Van Scoter, Präsident und Chief Executive Officer von Solid Power. „Wir glauben an das Versprechen der ASSB-Technologie und treiben die Innovation unseres sulfidbasierten Elektrolyten weiter voran, um diese Zukunft für Elektrofahrzeuge zu unterstützen.“
Solid Power hatte bekanntlich Ende 2023 erste A-Muster der Feststoffzellen produziert und an BMW übergeben. Mit dieser Auslieferung starte der formelle Automotive-Qualifizierungsprozess. Schon damals hieß es, dass BMW die Zellen noch vor Mitte des aktuellen Jahrzehnts in ein erstes Demonstrationsfahrzeug einbauen wolle – dies ist nun gelungen. Parallel errichtet BMW in seinem Cell Manufacturing Competence Centre in Parsdorf bei München eine Prototypenlinie für Feststoff-Batteriezellen auf der Grundlage der Solid-Power-Designs. Ermöglicht wird dies durch eine von BMW in Anspruch genommene Forschungs- und Entwicklungslizenz des US-Unternehmens.
Solid Power entstand seinerseits 2011 als Spin-off der University of Colorado. Heute gehört die Firma zu den weltweit vielversprechendsten Entwicklern von Feststoffbatteriezellen. Im Sommer 2022 gab das US-Unternehmen bekannt, die Installation seiner Pilotproduktionslinie abgeschlossen zu haben und somit nun Zellen für Qualifizierungstests an seine Investoren und Kunden liefern zu können. Neben BMW gehören SK On und Ford zu den prominentesten Partnern. Auf der Pilotanlage werden automatisiert All-Solid-State-Batteriezellen mit dem firmeneigenen Festelektrolytmaterial auf Sulfidbasis gefertigt. Bei Vollauslastung soll die Pilotlinie voraussichtlich in der Lage sein, etwa 15.000 Zellen pro Jahr zu produzieren. Die Serienproduktion soll zu einem späteren Zeitpunkt anlaufen.
Das Unternehmen hatte schon 2021 Details zu seiner Festkörperakku-Plattform genannt. Dabei kommen herkömmliche NMC-Kathoden zum Einsatz, deren Produktion muss also nicht umgestellt werden. In Kombination mit einer Silizium-Anode und einem festen Elektrolyten will Solid Power eine Zelle bauen können, die auf eine gravimetrische Energiedichte von 390 Wh/kg kommen soll. Wird statt der Silizium-Anode eine Lithium-Metall-Anode verbaut, kommt die Zelle (weiterhin mit NCM-811-Kathode) auf eine Energiedichte von 440 Wh/kg.
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