Fünf Neuheiten auf einen Schlag: CATL erneuert sein Batterie-Lineup
CATL führt mit seinen NMC- und LFP-Akkus den weltweiten E-Auto-Batteriemarkt an. Allein in China beherrscht der Konzern laut neuesten Zahlen die Hälfte des Markts. Dass CATL diesen Vorsprung halten will, machte das Unternehmen gestern bei seinem „Super Technology Day“ in Peking deutlich. Der Hersteller präsentierte:
- die Shenxing-Schnellladebatterie der dritten Generation
- die Qilin-Batterie der dritten Generation
- die Freevoy-Superhybridbatterie der zweiten Generation
- die Qilin Condensed Battery
- die Naxtra-Natriumionenbatterie
- sowie eine integrierte Lösung zum Schnellladen und Batteriewechsel
Gehen wir die Neuheiten der Reihe nach durch: Die Shenxing Superfast Charging Battery der dritten Generation folgt nur ein Jahr nach der Vorstellung der zweiten Generation und CATL gibt an, vor allem an der Lebensdauer dieser LFP-Batterie gearbeitet zu haben. Das Credo: Ultraschnelles Laden und extrem lange Lebensdauer sollen sich nicht länger ausschließen. Die neue Shenxing-Schnellladebatterie soll in diesem Zuge das Thermomanagement durch drei wesentliche Maßnahmen optimieren: durch „reduzierte Wärmeproduktion im Betrieb, verbesserte Wärmeableitung und präzisere Steuerung“, so CATL. „Dadurch behält die Batterie nach 1.000 Ladezyklen noch über 90 % ihrer Kapazität und erzielt so ein optimales Gleichgewicht zwischen extrem schnellem Laden und extrem langer Lebensdauer.“
Als Tech-Specs nennt das Unternehmen nur eine Laderate von 10C und eine Spitzenladerate von 15C. Und: Das Laden von 10 auf 35 % Ladezustand (SOC) soll nur eine Minute dauern, von 10 auf 80 % drei Minuten und 44 Sekunden und von 10 Prozent auf 98 % sechs Minuten und 27 Sekunden. Selbst bei −30 °C unter extremen Kältebedingungen dauere das Laden von 20 auf 98 % Ladezustand nur etwa 9 Minuten, so CATL.
Wir erinnern uns: Die zweite Generation der Shenxing-Batterie wurde vor einem Jahr mit einer Laderate von 12C und mit bis zu 1,3 Megawatt Ladeleistung (Peak) angekündigt. Innerhalb von fünf Minuten soll diese Batteriegeneration laut CATL bis zu 520 Kilometern Reichweite im chinesischen Zyklus CLTC nachladen können. Eine äquivalenten Wert für die dritte Generation liefert CATL nicht. Es wird aber deutlich, dass die Leistungswerte wenn überhaupt nur noch moderat gestiegen sind, während der Fokus der Entwickler – wie von CATL selbst ja auch betont – auf der angestrebten Langlebigkeit der Shenxing-Batterie liegt.
Cell-to-Pack auf einem neuen Niveau
Einen anderen Fokus setzt die Qilin-Batterie, also die Cell-to-Pack-Technologie von CATL. Nach ersten Generationen 2019 und 2023 kündigt der Hersteller nun einen nochmals verbesserten Nachfolger an. Vorneweg: Die aktuellen Qilin-Batterien mit NMC-Chemie verfügen über Energiedichten von bis zu 255 Wh/kg, jene mit LFP über 160 Wh/kg. Dabei sind bis zu 72 Prozent des einbaufertigen CtP-Batteriepacks mit Zellen gefüllt.
Die Qilin-Batterie der dritten Generation soll nun eine Energiedichte von 280 Wh/kg erreichen und ist laut CATL speziell für Premium-Elektrofahrzeuge mit großer Reichweite entwickelt. Sie ermögliche eine Reichweite von 1.000 km bei gleichzeitiger Unterstützung von 10C-Schnellladung, heißt es. Die Batterie soll eine Spitzenleistung von 3 MW liefern – „und verdoppelt damit die Leistung der Qilin-Rennbatterie der zweiten Generation, die auf dem Nürburgring zum Einsatz kam (1.330 kW)“, wie CATL mitteilt.
Das gesamte Qilin-Batteriepaket wiegt dabei künftig nur 625 kg. „Im Vergleich zu ähnlichen LFP-Systemen bedeutet dies eine Gewichtsersparnis von 255 kg und eine Platzersparnis von 112 Litern. Die Leichtbauweise führt zu außerordentlichen Vorteilen“, betont der Hersteller. So sinke der Energieverbrauch pro 100 Kilometer um gut 6 Prozent, verbessere sich die Beschleunigung auf 100 km/h um -0,6 Sekunden und verkürze sich der Bremsweg um ca. 1,44 Meter. Außerdem haben die Entwickler das Batteriepack derart verkleinert, dass 112 Liter Platz gewonnen werden, wodurch laut CATL „die Kopffreiheit im Innenraum um mindestens 18 mm erhöht werden kann“. Schließlich soll auch die Themal-Runaway-Gefahr nochmals reduziert worden sein, indem jede Zelle über einen unabhängigen Abluftkanal verfügt, „um thermische Ereignisse zu isolieren“.
Technologietransfer aus der E-Flugzeug-Entwicklung
Als weitere Neuheit stellte CATL in Peking die Qilin Condensed Battery vor. Diese soll erstmals Technologie aus der Luftfahrt auf Pkw übertragen und eine Zellenergiedichte von 350 Wh/kg sowie eine volumetrische Energiedichte von 760 Wh/L erreichen – „ein neuer Rekord für Serienbatterien“, so CATL. So sollen Reichweiten von 1.500 km für Limousinen und über 1.000 km für große SUVs möglich werden, wobei das Gewicht des Akkupakets laut dem Hersteller auf unter 650 kg begrenzt bleibt.
Ihren Namen hat die Batterie durch ein bestimmtes Merkmal: Den „Einsatz des flüssigen Elektrolyten durch ein kondensiertes System“, wie es CATL ausdrückt. Den Technologieansatz hatte der Konzern vor zwei Jahren bereits auf der Auto China vorgestellt, allerdings noch mit Fokus auf Flugzeuge. Das greift CATL auch in seiner aktuellen Mitteilung auf: „Die Technologie baut auf dem Elektroflugzeugprogramm von CATL auf, bei dem Systeme mit 500 Wh/kg die Erstflugvalidierung in 4-Tonnen-Flugzeugen abgeschlossen haben, während weitere Validierungen in Flugzeugen mit über 8 Tonnen derzeit laufen.“
Für die Condensed Battery hat CATL laut früheren Angaben von Dr. Wu Kai, Chief Scientist des Unternehmens, eine adaptive Netzstruktur im Mikromaßstab entwickelt. Als „kondensierte Materie“ werden in der Physik Materialien in festem und flüssigem Aggregatzustand bezeichnet – im Gegensatz zu Gas und Plasma. Das umfasst zum Beispiel die Grundlagen hinter Legierungen, Metallen, Halbleiter, Isolatoren und Membranen, aber auch physikalische Phänomene wie die elektrische Leitfähigkeit, Ferroelektrizität oder den Magnetismus – alles relevante Bereiche für die Elektromobilität.
Die neue, für Pkw adaptierte Condensed-Batterie von CATL verfügt über eine nickelreiche Kathode und eine Silizium-Kohlenstoff-Anode mit geringer Ausdehnung, „wodurch die Energiedichte um 50 Wh/kg gesteigert wird“, so das Unternehmen. Ihr erstmals verwendetes Gehäuse aus einer Titanlegierung in Luftfahrtqualität reduziere die Dicke um 60 % und das Gewicht um 30 %, während die Festigkeit pro Einheit verdreifacht und eine zusätzliche Energiedichte von 20 Wh/kg erzielt wurde.
Zudem betont CATL, dass durch den Ersatz des flüssigen Elektrolyten durch ein kondensiertes System Risiken im Zusammenhang mit Leckagen und Bränden beseitigt worden seien, da „keine Flüssigkeit auslaufen und sich keine Flüssigkeit entzünden kann“. Gleichzeitig hat CATL einen neuen Verbund-Stromkollektor eingeführt, der in extremen Fällen von internen Kurzschlüssen als schnelle Selbstschmelzsicherung fungiert.
Mehr E-Reichweite für Teilzeitstromer
Weiter geht es mit der Freevoy Super Hybrid Battery der zweiten Generation: Diese soll Hybride zu 600 Kilometer reiner Elektroreichweite befähigen und 10C-Superschnellladen ermöglichen. Die erste Generation stellte CATL vor eineinhalb Jahren mit dem Versprechen von 400 Kilometern E-Reichweite und 4C-Schnellladung vor. Konzipiert sind diese Art der Batterien für Plug-in-Hybride und E-Autos mit Range-Extender.
Hauptmerkmal der Freevoy Super Hybrid Battery ist ein Mix aus LFP- und NCM-Materialien, wobei laut CATL die sogenannte Olivin-Kristallstruktur von LFP als Kerngerüst dient und eine gleichmäßige Mischung von LFP- und NCM-Materialien auf Pulverpartikelebene ermöglicht. Dadurch soll eine Energiedichte von 230 Wh/kg möglich sein, die die Reichweite steigert, ohne das Gewicht des Akkupacks im Vergleich zu reinen LFP-Systemen zu erhöhen.
Natrium-Batterie geht Ende 2026 in Serienfertigung
Ins Rampenlicht rückte CATL in Peking zudem seine Naxtra-Natrium-Ionen-Batterie. Erstmals vorgestellt wurde diese vor einem Jahr auf CATLs analogem Tech Day – und zwar mit einer Energiedichte von bis zu 175 Wh/kg. „Die Naxtra-Natrium-Ionen-Batterie markiert den Übergang von CATL vom Durchbruch im Labor zur Großserienfertigung. Durch die systematische Bewältigung hunderter technischer Herausforderungen hat CATL eine Industrialisierung im GWh-Maßstab erreicht“, betonte das Unternehmen bei der jetzigen Veranstaltung und kündigte an, dass die Naxtra-Natrium-Ionen-Batterie bis Ende 2026 in die vollumfängliche Massenproduktion gehen soll.
Batteriewechsel und Ladesäulen wachsen zusammen
Neuigkeiten machte CATL schließlich auch zu seinem Schnelllade- und Batteriewechselnetzwerk publik. So will das Unternehmen die verschiedenen Aufladeoptionen nicht länger als separate Systeme verstanden wissen, sondern ein integriertes Netz schaffen. Dieses soll auf drei Säulen basieren: Heimladung, öffentliche Ladestationen und Batteriewechsel. Heißt konkret: „Alle Choco-Swap-Wechselstationen für Pkw und QIJI-Wechselstationen für schwere Lkw werden mit Shenxing-Schnellladesystemen ausgestattet sein, was eine echte Synergie zwischen Laden und Batteriewechsel ermöglicht, wobei jede Station sowohl als Batteriewechselknotenpunkt als auch als Hochleistungs-Ladezentrum dient“, kündigt CATL an.
Die integrierten Lade- und Batteriewechselstationen werden laut dem Unternehmen über gemeinsame kompakte Umspannwerke und Lademodule verfügen, wodurch „die Energieumwandlungsschritte reduziert und der Gesamtleistungsverlust im Vergleich zu herkömmlichen, mit Speichern ausgestatteten Ladestationen um mehr als 13 Prozentpunkte gesenkt werden“. Und: „In Notfallsituationen können die Batterien der Station direkt an die Ladesäulen entladen werden, wodurch die Auslastung der Anlagen auf über 85 % gesteigert wird.“
In diesem Zuge meldet CATL auch eine Ergänzung zu seinem Choco-Swap-Wechselsystem. Zu den standardisierten tauschbaren Packs #20 und #25 kommt die neue Batterie Choco-Swap #26. Während der #20er-Pack auf 42 kWh (LFP) bzw. 52 kWh (NMC) kommt und der #25er-Pack analog 56 kWh (LFP) bzw. 70 kWh (NMC) bietet, ist der #26-Pack künftig die passende Batterie für 800-V-Hochspannungsarchitekturen und wartet mit 75 kWh auf. Die Zellchemie erwähnt CATL hier nicht, kündigt aber bereits Varianten mit höher Kapazität an. „Die Batterie ist vollständig kompatibel mit 800-V-Fahrzeugen des B- bis C-Segments. Mit dieser Markteinführung erweitert das Choco-Swap-System seine Abdeckung auf eine vollständige Fahrzeugpalette von Modellen des A0- bis C-Segments“, so CATL.
Was den Netzausbau betrifft, plant der Konzern, bis Ende 2026 bereits 4.000 integrierte Lade- und Batteriewechselstationen zu errichten, die fast 190 Städte sowie ein landesweites Autobahnnetz mit 12 vertikalen und 11 horizontalen Korridoren abdecken. Stand heute hat das Choco-Swap-Netzwerk bereits 1.470 Stationen in 99 Städten errichtet, wobei sich der Ausbau laut CATL weiter beschleunigt.
Sharing-Netzwerk in Kooperation mit Partnern
On top kündigt CATL ein „Lade- und Batteriewechsel-Sharing-Netzwerk“ an, das der Konzern zusammen mit Automobilherstellern und Energiepartnern entwickeln will. Dieses soll auf Technologieaustausch, nahtloser Konnektivität und gemeinsamen Investitionen basieren. Die ersten Partner sind auch bereits spruchreif: Genannt werden Changan, Chery, GAC, Seres, SAIC-GM-Wuling und BAIC. Ziel sei, bis Ende 2028 über 100.000 gemeinsam genutzte Energieversorgungsanlagen zu errichten, wie es heißt.
Als Fazit hält CATL fest, dass man mit den fünf vorgestellten Batterieprodukten, und dem angestrebten, integrierten Netz aus Schnellladestationen und Batteriewechselstationen „eine lückenlose Wertschöpfungskette von Batterieprodukten bis hin zur Infrastruktur aufgebaut“ habe. Robin Zeng, Vorsitzender und CEO von CATL, betonte dabei auf der Konferenz, dass industrielle Innovation von einem strengen wissenschaftlichen Ansatz getragen werden müsse. „Damit chinesische Technologie global erfolgreich sein kann, bedarf es nicht nur Geschwindigkeit und Umfang, sondern auch der Qualität der Innovation, der Fähigkeit zur Validierung und der Glaubwürdigkeit der Marke.“
Chefwissenschaftler Wu Kai erläuterte auf der Veranstaltung zudem systematisch die jeweiligen Stärken, Grenzen und Entwicklungspfade der verschiedenen Batterietechnologien. So merkte er unter anderem an, dass LFP sich seiner theoretischen Energiedichtegrenze nähere und sich daher besser für eine Technologie-Roadmap eigne, die auf extrem schnelles Laden ausgerichtet sei, um ein optimales Gleichgewicht zu erreichen.
Die hohe Energiedichte von NCM sichert dieser Zellchemie hingegen eine Spitzenposition im globalen Wettbewerb – für Wu ein Beleg dafür, dass die Energiedichte weiterhin der entscheidende Faktor für Marktführerschaft ist. Und Natrium-Ionen-Batterien bieten dem Entwicklungschef zufolge ein breites Potenzial für Anwendungen bei extremen Temperaturen und im Bereich der Energiespeicherung. Sein Resümee: Die Lithium-Ionen-Batterieindustrie müsse „eine koordinierte Entwicklung über verschiedene chemische Systeme hinweg anstreben“.
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