Feststoffakku: QuantumScape bettet neuartige Separator-Produktion ein
In einer Mitteilung an die Investoren macht QuantumScape publik, sein „Cobra“ getauftes Verfahren zur Herstellung von Keramikseparatoren inzwischen implementiert zu haben. Die Separatoren sind eine Schlüsselkomponente von QuantumScapes geplanten Lithium-Metall-Batteriezellen mit festem Elektrolyt. Das neue Herstellungsverfahren soll schneller, energieeffizienter und weniger raumgreifend sein. „Im Vergleich zum Raptor-Verfahren der vorherigen Generation bietet Cobra eine etwa 25-fache Verbesserung der Wärmebehandlungsgeschwindigkeit und benötigt einen Bruchteil des Platzes“, schreibt das Unternehmen.
Die neue Herstellung soll die Skalierbarkeit der Zellen weiter verbessern und somit die Grundlage für die Produktion von B1-Mustern in größerem Maßstab schaffen. Wir erinnern uns: QuantumScape hat zwar schon Ende Oktober 2024 mit der Produktion kleiner Stückzahlen seiner ersten B-Musterzellen begonnen, um im größeren Umfang fertigen zu können, fehlte bislang aber noch das „Cobra-Verfahren“ als entscheidendes Puzzleteil. Welche Mengen QuantumScape nun genau vorschweben, präzisiert das Unternehmen zwar nicht. Die Anlage soll aber grundsätzlich ermöglichen, „QuantumScapes Festkörperbatterie-Plattform im Gigawatt-Maßstab auf den Markt zu bringen“.
Tim Holme, Mitbegründer und CTO von QuantumScape, ergänzt: „Cobra ist eine bahnbrechende Innovation in der Keramikverarbeitung, die eine erhebliche Produktivitätssteigerung im Vergleich zu Raptor ermöglicht – was bereits ein beträchtlicher Fortschritt im Vergleich zur vorherigen Generation war.“ Laut Dr. Siva Sivaram, CEO und Präsident von QuantumScape, eröffnet das neue Verfahren seinem Team durch „die signifikante Verbesserung des Durchsatzes und die Verkleinerung des Platzbedarfs einen starken Weg zur Kommerzialisierung“.
Apropos: Die B-Musterzelle namens QSE-5 soll das erste kommerzielle Produkt von QuantumScape werden – mit einer Kapazität von 5 Ah, einer Energiedichte von über 844 Wh/l und einer Ladedauer von 12,2 Minuten von 10 % auf 80 % SoC (State of Charge). Im Oktober 2024 startete der Hersteller eigenen Angaben zufolge in kleinem Umfang sowohl mit der Fertigung als auch mit der Lieferung dieser Zellen für Tests an Kunden im Automobilbereich. Unter den Adressaten dürfte auch Volkswagen sein: Denn dessen Batterie-Tochter PowerCo strebt die Industrialisierung von Feststoffbatterien an und hat dazu im Juli 2024 einen Deal mit QuantumScape geschlossen. Angestrebt ist eine Lizenz-Partnerschaft zur späteren „Serienfertigung von Feststoffzellen im Gigawattstunden-Maßstab“.
„QSE-5 stellt einen wichtigen Meilenstein für unser Unternehmen und die gesamte Batterieindustrie dar“, äußerte QuantumScape in seinem Geschäftsbericht im Oktober. „Diese Zellen sind unseres Wissens nach die ersten anodenfreien Lithium-Metall-Festkörperzellen, die jemals für Automobilanwendungen hergestellt wurden. Diese Zelle ist in der Lage, gleichzeitig eine außergewöhnliche Leistung in Bezug auf Energiedichte, Entladeleistung, Ladegeschwindigkeit, Tieftemperaturverhalten und Sicherheit zu erbringen.“ Zu hohe Erwartungen wollen die Amerikaner aber nicht schüren: So kündigt QuantumScape umfangreichen Produkttests an, „die viele Monate in Anspruch nehmen werden“. Und: „Wir müssen uns unter anderem in Bezug auf die Zuverlässigkeit der Zellen, die Ausbeute und die Produktivität der Anlagen noch erheblich verbessern.“
Die QSE-5 bezeichnet das Unternehmen als 84,5mm x 65,6mm x 4,6mm messende Feststoffbatteriezelle. Die Energiedichte geben die Entwickler mit besagten 844 Wh/L bzw. 301 Wh/kg an, die Entladerate mit bis zu 10C. Außerdem soll die Zelle auch bei tiefen Temperaturen von bis zu -30 Grad Celsius funktionieren. Der QSE-5 gingen bei QuantumScape bereits zwei Zellprototypen voran: Die „A0“-Zellmuster hatte die Firma bereits kurz vor Weihnachten 2022 an Automobilhersteller zum Testen geliefert. Im März 2024 folgten die sogenannten „Alpha-2“-Zellen.
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