Top-Unternehmen für Festkörperbatterien gestalten die Zukunft

Der Wettlauf um die Entwicklung von Festkörperbatterien der nächsten Generation verschärft sich, da mehrere Festkörperbatterieunternehmen auf diesem Gebiet erhebliche Fortschritte erzielen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verwenden Festkörperbatterien feste Elektrolyte, die eine höhere Sicherheit, eine höhere Energiedichte und schnellere Lademöglichkeiten bieten. Diese Merkmale haben die Aufmerksamkeit großer Unternehmen auf sich gezogen und zu einem Anstieg der Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen geführt. Die folgenden Abschnitte bieten einen detaillierten Einblick in einige der führenden Unternehmen für Festkörperbatterien, ihre einzigartigen Ansätze und ihre Entwicklungszeitpläne und verdeutlichen die potenziellen Auswirkungen ihrer Innovationen auf die Energiespeicherbranche.

Was ist eine Festkörperbatterie?

Eine Festkörperbatterie ist eine neue Art von Batterietechnologie, die im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien, die auf flüssigen oder gelbasierten Elektrolyten basieren, feste Elektroden und einen festen Elektrolyten verwendet. Der Hauptunterschied liegt in den Materialien, die zur Energieübertragung verwendet werden. Herkömmliche Batterien verwenden typischerweise einen flüssigen Elektrolyten, der unter extremen Bedingungen Sicherheitsbedenken wie Überhitzung oder sogar Explosionen hervorrufen kann. Im Gegensatz dazu bestehen Festkörperbatteriematerialien meist aus Keramik, Glas oder Polymeren, die weitaus stabiler und sicherer sind.

Die Festkörperbatterie nutzt diese festen Materialien, um Ionen zwischen den Elektroden zu leiten und ersetzt so die flüssige Lösung, die in älteren Batteriekonstruktionen vorhanden ist. Dieser Konstruktionsunterschied verbessert die Sicherheit erheblich, da feste Materialien nicht brennbar sind und viel höheren Temperaturen standhalten können, ohne kaputt zu gehen. Dadurch machen Festkörperbatteriematerialien die Technologie zuverlässiger und verringern das Risiko von Lecks, Bränden oder chemischen Reaktionen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt einer Festkörperbatterie ist ihre Fähigkeit, Lithiummetall als Anode anstelle von Graphit zu verwenden. Diese Änderung erhöht die Energiedichte, sodass die Batterie bei gleicher Größe und gleichem Gewicht mehr Energie speichern kann. Dies ist besonders vorteilhaft für Elektrofahrzeuge (EVs) und tragbare Elektronikgeräte, die kompakte Stromquellen mit hoher Kapazität benötigen. Durch die Verwendung fortschrittlicher Festkörperbatteriematerialien können Hersteller Batterien herstellen, die im Vergleich zu herkömmlichen Optionen nicht nur sicherer, sondern auch leichter und langlebiger sind.

Insgesamt gilt eine Festkörperbatterie aufgrund ihrer verbesserten Sicherheit, längeren Lebensdauer und höheren Energiedichte als vielversprechender Ersatz für aktuelle Lithium-Ionen-Batterien. Der Fortschritt dieser Technologie könnte zu einer Revolution bei der Verwendung von Batterien in verschiedenen Branchen führen, von Elektrofahrzeugen bis hin zu Speichersystemen für erneuerbare Energien.

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Vorteile von Festkörperbatterien

Die Vorteile von Festkörperbatterien machen sie in vielen Anwendungen zu einem starken Kandidaten als Ersatz für Lithium batterien. Zu den Vorteilen gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien gehören erhöhte Sicherheit, verbesserte Energiedichte und Schnellladefähigkeiten, was sie für Branchen äußerst attraktiv macht, die zuverlässige, langlebige Energielösungen benötigen.

Erweiterte Sicherheitsfunktionen

Einer der wichtigsten Vorteile von Festkörperbatterien ist ihr deutlich verbessertes Sicherheitsprofil. Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verwenden flüssige Elektrolyte, die unter bestimmten Bedingungen überhitzen, auslaufen oder sogar Feuer fangen können. Festkörperbatterien ersetzen diese jedoch durch stabile, nicht brennbare Materialien wie Keramik oder Polymere, wodurch das Risiko eines thermischen Durchgehens verringert und sie sicherer für den Einsatz in Umgebungen mit hoher Belastung wie Elektrofahrzeugen und Industrieanlagen werden. Darüber hinaus sind Festelektrolyte widerstandsfähiger gegen Zersetzung im Laufe der Zeit, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls auch nach längerem Gebrauch geringer ist.

Verbesserte Überwachung der Energiedichte

Ein weiterer entscheidender Vorteil von Festkörperbatterien ist ihre höhere Energiedichte. Durch die Verwendung von Festkörperbatteriematerialien wie Lithiummetall als Anode können Festkörperbatterien im Vergleich zu herkömmlichen Batterien mehr Energie pro Volumen- oder Gewichtseinheit speichern. Diese Funktion ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen Platz und Gewicht knapp sind, wie etwa Elektrofahrzeuge und tragbare Elektronikgeräte. Eine Festkörperbatterie kann potenziell die Energiedichte einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie verdoppeln oder verdreifachen und so eine größere Reichweite für Elektrofahrzeuge oder längere Nutzungszeiten für elektronische Geräte bieten. Darüber hinaus ermöglichen die in diesen Batterien verwendeten Festelektrolyte eine bessere Überwachung der Energiedichte und ermöglichen so eine präzisere Steuerung der Lade- und Entladezyklen der Batterie.

Schnellladefunktionen

Festkörperbatterien sind außerdem für ihre Schnellladefähigkeit bekannt, ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Lithium batterien. Aufgrund ihrer einzigartigen Struktur und der Eigenschaften von Festkörperbatteriematerialien können diese Batterien eine schnellere Ionenbewegung unterstützen und so die zum vollständigen Aufladen erforderliche Zeit verkürzen. Während es bei herkömmlichen Batterien Stunden dauern kann, bis sie vollständig aufgeladen sind, können Festkörperbatterien dasselbe in einem Bruchteil der Zeit erreichen, was sie zu einem idealen Ersatz für Lithium batterien in Anwendungen macht, bei denen ein schnelles Aufladen von entscheidender Bedeutung ist, wie etwa bei Elektrofahrzeugen oder Notstromversorgungssystemen .

Die Kombination aus erhöhter Sicherheit, höherer Energiedichte und Schnellladefähigkeit macht Festkörperbatterien zur nächsten Evolutionsstufe der Batterietechnologie. Da die Hersteller diese Technologie weiter verfeinern, hat sie das Potenzial, in verschiedenen Branchen als überlegener Ersatz für Lithium batterien zu dienen.

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Herausforderungen bei der Beschleunigung der Entwicklung von Festkörperbatterien

Obwohl Festkörperbatterien ein erhebliches Potenzial als Zukunft der Energiespeicherung gezeigt haben, müssen noch zahlreiche Hindernisse überwunden werden. Diese Herausforderungen behindern den Prozess, die Entwicklung von Festkörperbatterien zu beschleunigen und eine groß angelegte Kommerzialisierung zu erreichen. Die Probleme reichen vom Wettbewerb mit anderen Technologien bis hin zur Komplexität des Produktionsprozesses. Werfen wir einen Blick auf einige der wichtigsten Herausforderungen, denen sich Forscher und Hersteller gegenübersehen.

Alternative Technologien verfügbar

Eines der größten Hindernisse für die Beschleunigung der Einführung von Festkörperbatterien ist das Vorhandensein anderer konkurrierender Technologien. Aktuelle Lithium-Ionen-Batterien verfügen beispielsweise über eine gut etablierte Lieferkette, geringere Kosten und sind bereits in vielen Anwendungen weit verbreitet. Daher dominieren herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer Erschwinglichkeit und bewährten Leistung immer noch den Markt. Neben Lithium-Ionen gibt es noch andere neue Technologien wie Natrium-Ionen- und Lithium-Schwefel-Batterien, die unterschiedliche Vorteile bieten. Diese Alternativen machen es für Unternehmen schwieriger, die hohen Investitionen zu rechtfertigen, die für die Entwicklung von Festkörperbatterien erforderlich sind.

Da mehr Optionen zur Verfügung stehen, zögern viele Hersteller, sich vollständig auf die Halbleitertechnologie zu konzentrieren. Sie wägen die Vorteile von Festkörperbatterien gegen das Potenzial anderer Systeme ab. Solange nicht nachgewiesen werden kann, dass Festkörperbatterien hinsichtlich Kosten, Sicherheit und Energiedichte die bestehenden Optionen deutlich übertreffen, wird der Einführungsprozess langsam bleiben. Das bedeutet, dass eine Beschleunigung der Entwicklung einen stärkeren Fokus auf die Forschung und den Nachweis des einzigartigen Werts von Festkörpersystemen gegenüber anderen Batterietechnologien erfordert.

Komplexe Produktionstechniken

Eine weitere große Herausforderung bei der Beschleunigung der Entwicklung von Festkörperbatterien ist der komplexe Herstellungsprozess. Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verfügen über einen rationalisierten Produktionsprozess, der über Jahrzehnte optimiert wurde. Im Gegensatz dazu verwenden Festkörperbatterien völlig andere Festkörperbatteriematerialien wie Keramik oder Glas, die schwieriger zu handhaben und teurer in der Herstellung sind. Die empfindliche Struktur dieser Materialien macht es schwierig, bei der Herstellung hohe Qualitätsstandards einzuhalten, was zu geringen Erträgen und hohen Kosten führt.

Darüber hinaus ist es entscheidend, eine gleichmäßige und stabile Grenzfläche zwischen dem Festelektrolyten und den Elektroden zu erreichen. Eventuelle Defekte können zu Fehlfunktionen oder einer schnellen Verschlechterung des Akkus führen. Diese Anforderung an eine präzise Fertigung bedeutet, dass die Skalierung der Produktion nicht so einfach ist wie bei herkömmlichen Batterien. Aktuelle Methoden zur Herstellung von Festkörperbatterien erfordern häufig hohe Temperaturen und Drücke, was kostspielig und zeitaufwändig ist. Eine Beschleunigung der Produktion würde daher neue Techniken und Innovationen erfordern, die die Kosten senken und den Zeitaufwand für die Herstellung dieser fortschrittlichen Batterien verkürzen können.

Darüber hinaus erfordern Festkörperbatterien spezielle Ausrüstung, die nicht allgemein verfügbar ist, was den Markteintritt kleinerer Unternehmen erschwert. Dies führt zu einer erheblichen Investitionsbarriere für neue Akteure und verlangsamt den Gesamtfortschritt. Um Festkörperbatterien zu einem rentablen kommerziellen Produkt zu machen, benötigt die Branche Durchbrüche sowohl bei den Materialien als auch bei den Herstellungsprozessen, um die Produktion zu rationalisieren und die Kosten zu senken.

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Zeitleiste der Festkörperbatterie

Die Zeitleiste für Festkörperbatterien zeigt, wie sich diese vielversprechende Technologie von den ersten Forschungsstadien bis zur erwarteten Massenproduktion entwickelt hat. Trotz der potenziellen Vorteile gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien war der Weg zur großtechnischen kommerziellen Nutzung langwierig und herausfordernd. Hier ist ein genauerer Blick auf den Entwicklungszeitplan und die wichtigsten Meilensteine ​​für Festkörperbatterien.

Frühe Forschung und Entwicklung (1970er – 2000er)

Das Konzept der Festkörperbatterien wurde erstmals in den 1970er Jahren eingeführt, als Forscher begannen, mit Festkörperbatteriematerialien wie Keramik und Polymeren zu experimentieren, um die in herkömmlichen Batterien verwendeten flüssigen Elektrolyte zu ersetzen. In dieser Zeit lag der Schwerpunkt vor allem auf der Verbesserung der Energiedichte und Sicherheit. Aufgrund technischer Einschränkungen und hoher Produktionskosten blieben Festkörperbatterien jedoch weitgehend auf Laborexperimente beschränkt.

Technologische Durchbrüche und Prototypen (2010 – 2019)

In den frühen 2010er Jahren gewann das Interesse an Festkörpertechnologie an Dynamik, da mehrere Unternehmen, darunter Toyota und Samsung SDI, begannen, stark in Forschung und Entwicklung zu investieren. Sie erforschten verschiedene Materialien für Festkörperbatterien und machten bedeutende Fortschritte bei der Zusammensetzung von Festelektrolyten. Bis 2017 hatten Toyota und andere wichtige Akteure erfolgreich die ersten Festkörper-Prototypen entwickelt und damit bewiesen, dass diese Batterien in realen Anwendungen eingesetzt werden können. Dieser Zeitraum markierte einen Wendepunkt in der Zeitleiste der Festkörperbatterien, da er das Potenzial für sicherere und effizientere Energiespeicherlösungen demonstrierte.

Pilotproduktion und erste Kommerzialisierung (2020 – 2025)

In den 2020er Jahren gab es rasante Fortschritte bei der Kommerzialisierung von Festkörperbatterien. Unternehmen wie QuantumScape und Solid Power sind von der Laborforschung zur Pilotproduktion übergegangen, mit dem Ziel, ihre Produkte auf den Markt zu bringen. Diese Firmen haben mit großen Automobilherstellern wie Volkswagen und Ford zusammengearbeitet und sich auf den Einsatz von Festkörperbatterien in Elektrofahrzeugen (EVs) konzentriert. Viele Hersteller planen, bis 2025 ihre Festkörperbatteriemodelle der ersten Generation für Elektrofahrzeuge auf den Markt zu bringen, mit dem Ziel, größere Reichweiten und schnellere Ladezeiten zu erreichen.

Massenproduktion und Marktexpansion (2026 – 2030)

Die Zeitleiste für Festkörperbatterien geht davon aus, dass die Massenproduktion etwa im Jahr 2026 beginnen wird, da mehrere führende Unternehmen wie CATL und BYD Pläne zur Einführung groß angelegter Produktionslinien angekündigt haben. Bis dahin dürften die technologischen Hürden im Zusammenhang mit Materialien und Herstellungstechniken für Festkörperbatterien überwunden sein, sodass diese Batterien im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien kostenmäßig wettbewerbsfähiger werden. In diesem Zeitraum wird es auch zu einer breiteren Akzeptanz in der Unterhaltungselektronik, in Energiespeichersystemen und möglicherweise in der Luftfahrt kommen.

Zukünftige Entwicklungen (2030 und darüber hinaus)

Mit Blick auf die Zukunft wird der Schwerpunkt auf der Optimierung der Leistung und Kosten von Festkörperbatterien liegen. Mit der Ausweitung der Produktion und der Weiterentwicklung der Technologie wird erwartet, dass Festkörperbatterien herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien in einer Reihe von Anwendungen ersetzen werden. Dieser Übergang wird wahrscheinlich die Energiespeicherlandschaft umgestalten und sicherere und effizientere Energielösungen für Industrien weltweit bieten.

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Die besten Unternehmen für Festkörperbatterien

Der Aufstieg der Hersteller von Festkörperbatterien verändert die Energiespeicherbranche und verschiebt die Grenzen dessen, was die traditionelle Lithium-Ionen-Technologie leisten kann. Eine Festkörperbatterie verwendet feste statt flüssige Elektrolyte und bietet so mehr Sicherheit, höhere Energiedichte und schnellere Ladezeiten. Diese Vorteile haben die Aufmerksamkeit großer Akteure wie CATL, BYD und QuantumScape auf sich gezogen, die alle danach streben, diese technologische Entwicklung anzuführen. Während diese Unternehmen den Weg nach vorne ebnen, bereitet sich auch MANLY Battery auf diese Transformation vor. Während wir weiterhin hochmoderne Lithium batterien entwickeln, bleiben Sie über unsere zukünftigen Festkörperinnovationen auf dem Laufenden!

CATL

Überblick

CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited) ist ein weltweit führender Hersteller von Batterien und einer der einflussreichsten Akteure in der BranchesolideLandesbatteriemarkt. Das Unternehmen stellte kürzlich seine „Condensed State Battery“-Technologie vor, die sowohl Flüssig- als auch Festelektrolytfunktionen integriert, um eine Hybridlösung anzubieten. Dieses innovative Design erreicht eine Energiedichte von bis zu 500 Wh/kg und positioniert es damit als eine der fortschrittlichsten Festkörperbatterietechnologien, die sich derzeit in der Entwicklung befinden. Der Schwerpunkt von CATL liegt auf der Verbesserung der Energiedichte und Sicherheit – zwei kritische Faktoren, die herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien oft nur schwer in Einklang bringen können.

Entwicklungszeitleiste

• 2023: CATL stellte seine Kondensationsbatterie vor und markierte damit einen bedeutenden Meilenstein in der Festkörperforschung des Unternehmens. Die neue Batterietechnologie nutzt einen schwefelbasierten Festelektrolyten, der eine hohe Ionenleitfähigkeit und Stabilität bietet und sich somit ideal für die Erzielung höherer Energiedichten bei gleichzeitiger Wahrung der Sicherheit eignet.
• 2024: Der leitende Wissenschaftler von CATL, Wu Kai, gab bekannt, dass die Festkörperbatterietechnologie des Unternehmens derzeit einen Reifegrad von „4 von 9“ aufweist. Diese Skala misst den Fortschritt auf dem Weg zur vollständigen Kommerzialisierung, wobei 9 die Bereitschaft zur Massenproduktion darstellt. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2027 einen Reifegrad von „7 oder 8“ zu erreichen, was eine Produktion in kleinem Maßstab ermöglichen und CATL als führendes Unternehmen im Halbleitersektor etablieren würde.
• 2027:CATL möchte mit der Produktion seiner Festkörperbatterien in kleinem Maßstab einen wichtigen Meilenstein erreichen. Dieser Erfolg wird CATL als Vorreiter in der Branche positionieren und den Weg für eine breitere Kommerzialisierung ebnen. Das Unternehmen plant, seine Festkörpertechnologie in eine Reihe von Anwendungen zu integrieren, darunter Elektrofahrzeuge (EVs) und Energiespeichersysteme.
• 2030 und darüber hinaus: Bis 2030 geht CATL davon aus, seine Festkörperbatterietechnologie vollständig kommerzialisiert zu haben und so der wachsenden Nachfrage nach sichereren und effizienteren Energiespeicherlösungen gerecht zu werden. Zur langfristigen Strategie des Unternehmens gehört die Erweiterung seines Angebots an Festkörperbatterien, um eine Vielzahl von Anwendungen zu unterstützen, von Hochleistungs-Elektrofahrzeugen bis hin zu industriellen Energiespeichersystemen.

BYD

Überblick

BYD, ein weiterer prominenter Akteur unter den Festkörperbatterieunternehmen, hat bei der Entwicklung seiner eigenen Festkörperbatterietechnologie erhebliche Fortschritte gemacht. Obwohl BYD noch kein kommerzielles Festkörperprodukt auf den Markt gebracht hat, verfolgt das Unternehmen aktiv ein einzigartiges Design, das eine ternäre (einkristalline) Kathode mit hohem Nickelgehalt, eine Anode auf Siliziumbasis und einen Elektrolyten auf Schwefelbasis kombiniert. Diese fortschrittliche Konfiguration wird voraussichtlich Energiedichten von mehr als 280 Wh/kg ermöglichen, was BYD zu einem starken Konkurrenten auf dem Markt für Hochleistungsbatterien macht.

Entwicklungszeitleiste

• 2018 – 2022: BYD legte den Grundstein für seine Forschung zu Festkörperbatterien, indem es stark in die Materialwissenschaft investierte und Partnerschaften mit führenden Forschungseinrichtungen aufbaute. In dieser Zeit konzentrierte sich das Unternehmen auf die Verfeinerung seiner Elektrolyt- und Elektrodenzusammensetzungen, um die Energiedichte und Sicherheit zu verbessern.
• 2023: Das Unternehmen gab offiziell seine Absicht bekannt, Festkörperbatterien zu kommerzialisieren, und begann mit der Prototypenentwicklung seiner ersten Festkörperzellen. Die ersten Entwürfe von BYD zeigten vielversprechende Ergebnisse, wobei die Energiedichten die von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien übertrafen.
• 2027: Der erste große Meilenstein von BYD ist der geplante Start der Kleinserienproduktion seiner Festkörperbatterien. Das Unternehmen wird sich zunächst auf die Integration dieser Batterien in seine High-End-Fahrzeugmodelle konzentrieren, um Leistung und Sicherheit unter realen Bedingungen zu validieren.
• 2030: Bis 2030 will BYD rund 40.000 Fahrzeuge mit seiner Festkörperbatterie-Technologie ausstatten. Das Unternehmen plant, die Produktionskapazität zu erweitern, um der wachsenden Nachfrage nach Festkörperbatterien sowohl in Elektrofahrzeugen als auch in anderen Anwendungen gerecht zu werden.
• 2033 und darüber hinaus: Das langfristige Ziel von BYD besteht darin, bis 2033 120.000 Fahrzeuge mit seiner Festkörpertechnologie auszustatten. Dieser Zeitplan unterstreicht das Engagement des Unternehmens, ein führender Hersteller von Festkörperbatterien zu werden. Die Festkörperdesigns von BYD zielen darauf ab, das Risiko eines thermischen Durchgehens – ein häufiges Problem bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien – zu verringern, indem Materialien verwendet werden, die ein besseres Wärmemanagement und eine bessere Stabilität bieten.

QuantumScape

Überblick

QuantumScape, ein 2010 gegründetes Startup mit Sitz in Kalifornien, hat sich in der Festkörperbatteriebranche schnell einen Namen gemacht. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Entwicklung von Festkörper-Lithium-Metall-Batterien, die speziell für Elektrofahrzeuge (EVs) entwickelt wurden. Was QuantumScape von anderen Festkörperbatterieunternehmen unterscheidet, ist seine innovative „anodenfreie“ Architektur, die den Einsatz herkömmlicher Graphitanoden überflüssig macht. Stattdessen verwendet das Unternehmen Lithiummetall als Anode, gepaart mit seinem proprietären Festkörper-Keramikseparator. Dieses einzigartige Design verbessert die Energiedichte, Sicherheit und Ladegeschwindigkeit erheblich und macht die Batterien von QuantumScape zu einem potenziellen Game-Changer für den Elektrofahrzeugmarkt.

Entwicklungszeitleiste

• 2010: QuantumScape wurde von einem Team von Wissenschaftlern der Stanford University gegründet, darunter Jagdeep Singh, Fritz Prinz und Tim Holme. Das ursprüngliche Ziel des Unternehmens bestand darin, eine sicherere Batterie mit höherer Kapazität zu entwickeln, die die bestehende Lithium-Ionen-Technologie übertreffen könnte.
• 2018: Der Volkswagen Konzern hat 100 Millionen US-Dollar in QuantumScape investiert, um die Entwicklung der Festkörperbatterietechnologie zu beschleunigen. Ziel dieser Partnerschaft war es, die Batterien von QuantumScape in die künftigen Elektroauto-Modelle von Volkswagen zu integrieren, sodass der Autohersteller größere Reichweiten und schnellere Ladezeiten anbieten kann.
• 2020: QuantumScape ging an die Börse, zog mehr Investoren an und erhielt weitere finanzielle Unterstützung für seine Forschung und Entwicklung. Dieser Meilenstein ermöglichte es dem Unternehmen, seine Bemühungen zu intensivieren und mit der Produktion von Prototypen im Frühstadium zu beginnen.
• 2022: QuantumScape lieferte seinen ersten 24-schichtigen Prototyp einer Lithium-Metall-Batteriezelle zum Testen an mehrere große Automobil-Erstausrüster (OEMs). Diese Zellen zeigten eine hohe Energiedichte und Schnellladefähigkeiten und bestätigten damit den einzigartigen Designansatz des Unternehmens. QuantumScape hat sich außerdem mit Fluence zusammengetan, um den Einsatz seiner Festkörperbatterien in stationären Energiespeichersystemen zu untersuchen und so seine potenziellen Anwendungen über den Automobilsektor hinaus zu erweitern.
• 2023: Das Unternehmen gab erfolgreiche Testergebnisse für seine A0-Musterbatterien bekannt und erreichte eine hohe positive Elektrodenkapazität von 3,1 mAh/cm². Unter 100 % Entladetiefe (DoD) und C/3-Lade- und C/2-Entladebedingungen behielten die A0-Zellen nach 1.000 Zyklen eine Kapazitätserhaltung von 95 % bei. Diese Ergebnisse zeigten, dass die Festkörpertechnologie von QuantumScape Leistungsniveaus erreicht, die mit Flüssig-Lithium-Ionen-Batterien mit hohem Nickelgehalt vergleichbar sind, was einen bedeutenden Fortschritt auf diesem Gebiet darstellt.
• 2024: QuantumScape hat mit der Auslieferung seiner Alpha-2-Prototypen an ausgewählte Kunden zur weiteren Prüfung und Integration in EV-Plattformen begonnen. Diese Phase wird es dem Unternehmen ermöglichen, seine Technologie auf der Grundlage realer Daten zu verfeinern und sich auf die Serienproduktion vorzubereiten.
• 2027 – 2030: QuantumScape plant, bis 2030 die Massenproduktion seiner Festkörperbatterien zu erreichen. Dieser Zeitplan spiegelt den strategischen Fokus des Unternehmens auf die Bewältigung verbleibender technischer Herausforderungen wider, wie z. B. die Verbesserung der Skalierbarkeit der Fertigung und die Gewährleistung einer langfristigen Haltbarkeit.

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EVE Energy Co., Ltd. (EVE)

Überblick

EVE Energy Co., Ltd. (EVE), gegründet im Jahr 2001, ist ein führender chinesischer Hersteller von Festkörperbatterien, der für seinen Fokus auf leistungsstarke und langlebige Batterielösungen bekannt ist. EVE entwickelt aktiv die Festkörpertechnologie unter Verwendung von Festelektrolyten auf Sulfid- und Halogenidbasis, um die Leistung und Sicherheit seiner Batterien zu verbessern. Die Strategie des Unternehmens sieht einen stufenweisen Ansatz vor, der mit halbfesten Batterien beginnt und schrittweise zu vollständig festen Designs übergeht. Mit seinen fortschrittlichen Materialien und starken Forschungskapazitäten möchte EVE ein dominierender Akteur auf dem Markt für Festkörperbatterien werden.

Entwicklungszeitleiste

• 2017: EVE hat offiziell sein Forschungsprogramm für Festkörperbatterien gestartet, das sich auf die Entwicklung von Festelektrolyten auf Sulfidbasis konzentriert. Diese frühe Forschung zielte darauf ab, wichtige technische Herausforderungen anzugehen, wie z. B. die Optimierung der Elektrolytzusammensetzung und die Verbesserung der Grenzflächenstabilität zwischen dem Festelektrolyt und den Elektrodenmaterialien.
• 2022: EVE hat bei der Entwicklung seiner halbfesten Batterien erhebliche Fortschritte gemacht und erfolgreich Prototypenzellen mit einer Energiedichte von 330 Wh/kg und einer Zyklenlebensdauer von über 2.000 Zyklen hergestellt. Dieses halbfeste Design diente als Übergangstechnologie und ermöglichte es EVE, seine Prozesse zu verfeinern und sich auf die spätere Einführung vollständig fester Batterien vorzubereiten.
• 2023: Auf der ersten jährlichen Lithium batteriekonferenz stellte EVE seine Roadmap für die Entwicklung von Festkörperbatterien vor. Das Unternehmen kündigte an, eine zweistufige Strategie zu verfolgen: bis 2026 Durchbrüche bei den Produktionstechniken zu erzielen und ein leistungsstarkes, umweltfreundliches Festkörperbatteriemodell für Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) auf den Markt zu bringen. Der Schwerpunkt dieses ersten Modells liegt auf der Bereitstellung erhöhter Sicherheit und verbesserter Leistungsabgabe für anspruchsvolle Anwendungen.
• 2025: EVE plant, die Entwicklung seiner halbfesten Batterie der zweiten Generation mit einer Energiedichte von 400 Wh/kg abzuschließen. Das Unternehmen will bis Ende des Jahres mit Fahrzeugintegrationstests beginnen, um Leistungsdaten zu sammeln und seine Designs zu verfeinern.
• 2026: EVE geht davon aus, mit der Einführung seiner ersten Hochleistungs-Festkörperbatterie für HEVs einen wichtigen Meilenstein zu erreichen. Dieses Modell wird als Sprungbrett für die Entwicklung von Batterien mit hoher Energiedichte dienen, die für vollelektrische Fahrzeuge (EVs) geeignet sind.
• 2028: EVE strebt die Einführung einer Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von 400 Wh/kg an. Dieses Produkt wird den Höhepunkt seiner Forschungs- und Entwicklungsbemühungen darstellen und auf eine Reihe von Anwendungen abzielen, darunter High-End-Elektrofahrzeuge und Netzspeicher.
• 2030 und darüber hinaus: Bis 2030 plant EVE, die Produktion zu steigern und sich als wichtiger Lieferant von Festkörperbatterien sowohl auf dem nationalen als auch auf dem internationalen Markt zu etablieren. Zur langfristigen Strategie des Unternehmens gehört es, die Energiedichte und Sicherheit seiner Festkörperbatterien zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten zu senken, um diese Batterien leichter zugänglich zu machen.

Samsung SDI

Überblick

Samsung SDI, eine Tochtergesellschaft der Samsung Group, begann seine Reise in die Entwicklung von Festkörperbatterien im Jahr 2013. Der Schwerpunkt des Unternehmens liegt auf der Entwicklung leistungsstarker, sicherer Batterien unter Verwendung fortschrittlicher Materialien wie Kathoden mit hohem Nickelgehalt und Elektrolyten auf Sulfidbasis. Durch die Nutzung seines Fachwissens in der Batterieherstellung und modernster Forschungseinrichtungen möchte Samsung SDI Batterien herstellen, die herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien in Bezug auf Energiedichte, Sicherheit und Lebensdauer übertreffen können.

Entwicklungszeitleiste

• 2013: Samsung SDI begann mit der ersten Forschung zur Festkörperbatterietechnologie. Ziel war es, einige der wichtigsten Einschränkungen bestehender Lithium-Ionen-Batterien anzugehen, wie etwa Sicherheitsrisiken und Einschränkungen bei der Energiedichte.
• 2018: Das Unternehmen intensivierte seine Bemühungen, indem es stark in Festkörperforschungsprojekte investierte. In dieser Zeit begann Samsung SDI auch mit anderen südkoreanischen Batterieherstellern wie LG Chem und SK Innovation zusammenzuarbeiten, um die Entwicklung von Zellen mit hoher Energiedichte voranzutreiben.
• 2020: Samsung SDI gelang ein großer Durchbruch mit der Entwicklung eines Prototyps einer Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von über 400 Wh/kg. Diese Batterie zeigte eine potenzielle Reichweite von über 800 Kilometern mit einer einzigen Ladung und ist damit eine praktikable Option für Elektrofahrzeuge (EVs), die ihre Reichweite erweitern möchten. Der Prototyp hatte eine Zyklenlebensdauer von über 1.000 Zyklen und setzte damit einen neuen Leistungsmaßstab im Halbleiterbereich.
• 2023: Samsung SDI hat in seiner Forschungseinrichtung in Suwon, Südkorea, seine erste Solid-State-Pilotproduktionslinie (bekannt als S-Line) eingerichtet. Im Juni produzierte das Unternehmen seine ersten Muster von Festkörperbatterien auf Sulfidbasis und markierte damit den Beginn der vorkommerziellen Produktion. Im August kündigte Samsung SDI Pläne zur Erweiterung seines Werks in Ulsan an, um neue Produktionslinien für LFP (Lithium-Eisen-Phosphat) und Festkörperbatterien aufzunehmen, mit dem Ziel, die Kapazität des Werks zu verdoppeln.
• 2025: Samsung SDI strebt die Fertigstellung seiner großtechnischen Produktionstechnologie für Festkörperbatterien an. Das Unternehmen plant die Entwicklung von Festkörperbatterien mit hoher Kapazität, die in großem Maßstab hergestellt werden können, sodass sie für den Massenmarkt geeignet sind.
• 2027: Die Massenproduktion von Festkörperbatterien in vollem Umfang soll im neu erweiterten Werk in Ulsan beginnen. Das Unternehmen geht davon aus, eine Energiedichte von 900 Wh/L zu erreichen, wodurch sich diese Batterien ideal für eine Reihe von Anwendungen eignen, von Hochleistungs-Elektrofahrzeugen bis hin zu industriellen Energiespeichersystemen.

Solide Kraft

Überblick

Solid Power wurde 2011 als Spin-off der University of Colorado gegründet und konzentriert sich ausschließlich auf die Entwicklung von HochleistungsproduktenFestkörperbatterieZellen und Materialien. Durch die Verwendung von Festelektrolyten auf Sulfidbasis, die für ihre hohe Ionenleitfähigkeit und Sicherheit bekannt sind, hat sich das Unternehmen eine einzigartige Nische geschaffen. Das Ziel von Solid Power besteht darin, Festkörperbatterien zu entwickeln, die mithilfe bestehender Lithium-Ionen-Produktionslinien hergestellt werden können, wodurch ihre Skalierung einfacher und kostengünstiger wird.

Entwicklungszeitleiste

• 2011: Solid Power wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern an der University of Colorado gegründet. Das Unternehmen begann mit dem Ziel, neuartige Festkörpermaterialien und -designs zu erforschen, die herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien übertreffen könnten. Zunächst erhielt Solid Power Unterstützung von der US Air Force und der National Science Foundation bei der Entwicklung seiner Kerntechnologie.
• 2017: Solid Power hat seinen ersten großen Partnerschaftsvertrag mit BMW abgeschlossen. Diese Zusammenarbeit ermöglichte es dem Unternehmen, die Entwicklung von Prototypen von Festkörperbatterien für den Automobilmarkt zu beschleunigen.
• 2018: Das Unternehmen erweiterte seinen Forschungsschwerpunkt durch die Einführung eines zweiten Kernprodukts: einer Festkörperbatterie mit hoher Energiedichte, die eine einzigartige Kombination aus NCM-Kathoden (Nickel-Kobalt-Mangan) und Anoden auf Siliziumbasis verwendet. Diese Entwicklung erregte das Interesse anderer Automobilhersteller, darunter Ford und SK Innovation.
• 2022: Solid Power hat seine Pilotproduktionslinie für Festkörperbatterien auf Sulfidbasis erfolgreich installiert. Diese Anlage mit einer Jahreskapazität von 15.000 Batteriezellen ermöglichte es dem Unternehmen, erste Prototypzellen für Tests und weitere Optimierungen herzustellen. In diesem Jahr begann Solid Power auch eng mit BMW und Ford zusammenzuarbeiten, um seine Batterietechnologie in deren Elektrofahrzeugplattformen zu integrieren.
• 2023: Im November gab Solid Power bekannt, dass es seine erste Charge von A-Muster-Festkörperbatterien produziert hat, die zur ersten Prüfung und Automobilqualifizierung an BMW geliefert wurden. Dieser Meilenstein markierte den Eintritt des Unternehmens in die Fahrzeugzertifizierungsphase und plant, diese Batterien in Demonstrationsprojekten von BMW einzusetzen. Darüber hinaus erhielt BMW eine Lizenz zur Entwicklung der Festkörperbatterien von Solid Power in seinen eigenen Anlagen, wodurch die Partnerschaft weiter vertieft wurde.
• 2025: Solid Power will mit der Massenproduktion von Prototypen von Festkörperbatterien beginnen, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Energiedichte und der Verlängerung der Zyklenlebensdauer liegt. In dieser Phase geht es auch darum, die Integration seiner Festkörperzellen in verschiedene Automobilplattformen zu optimieren.
• 2026: Das Unternehmen plant, die Produktion hochzufahren, um seine Festkörperbatterien für den kommerziellen Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen auszuliefern. Bis 2026 werden die Produktionskapazitäten von Solid Power erheblich erweitert, um der wachsenden Nachfrage seiner Partner gerecht zu werden.
• 2030: Solid Power rechnet damit, bis 2030 die Massenproduktion in vollem Umfang zu erreichen, mit einem Energiedichteziel von 560 Wh/kg. Dieses Leistungsniveau würde die Festkörperbatterien von Solid Power zu den Lösungen mit der höchsten verfügbaren Energiedichte machen und sie zu einem starken Konkurrenten auf den Märkten für Elektrofahrzeuge und Energiespeicher machen.

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LG Energielösung

Überblick

LG Energy Solution, eine Tochtergesellschaft von LG Chem, ist einer der weltweit führenden Batteriehersteller mit einem starken Fokus auf Lithium-Ionen- und Festkörperbatterietechnologien. Das Unternehmen ist bekannt für seine hochwertigen Batterien, die in Elektrofahrzeugen (EVs) und Energiespeichersystemen eingesetzt werden. In jüngster Zeit hat LG Energy Solution erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien gemacht, insbesondere im halbfesten und vollständig festen Sektor.

Entwicklungszeitleiste

• 2013: LG Energy Solution begann mit der ersten Forschung im Bereich der Festkörpertechnologie und untersuchte verschiedene Materialzusammensetzungen und Produktionstechniken, um die Sicherheit und Leistung von Batterien zu verbessern.
• 2023: Im September kündigte LG Energy Solution den Bau einer Produktionslinie für halbfeste Batterien in seinem Energiewerk Ochang an, die bis 2026 die kommerzielle Produktion aufnehmen soll. Diese neue Anlage wird sich auf halbfeste Batterien mit einer Energiedichte von rund 650 Wh/L konzentrieren , was im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien eine höhere Energieausbeute bietet. Auf der World Power Battery Conference im Jahr 2023 stellte LG Energy Solution seinen Plan vor, zunächst halbfeste Batterien zu kommerzialisieren und später auf die vollständige Festkörpertechnologie umzusteigen.
• 2024: Auf der Ausstellung „Inter Battery 2024“ stellte LG Energy Solution seine Bemühungen zur Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien als Technologie der nächsten Generation vor. Das Unternehmen will bis 2027 mit der Massenproduktion dieser Batterien beginnen. Gleichzeitig arbeitet LG Energy Solution an zwei Festkörperbatterierouten: einer Polymer-Festkörperbatterie und einer Festkörperbatterie auf Sulfidbasis. Diese Doppelstrategie ermöglicht es dem Unternehmen, auf verschiedene Marktanforderungen einzugehen und eine breitere Anwendung seiner Halbleiterprodukte sicherzustellen.
• 2026: LG Energy Solution plant die Produktion seiner halbfesten Batterien im kommerziellen Maßstab. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Optimierung des Einsatzes von Silizium- oder Lithium-Metallanoden, um die Energiedichte weiter zu steigern und diese Batterien für Elektrofahrzeuge und Hochleistungsanwendungen besser geeignet zu machen.
• 2028: LG Energy Solution will bis zu diesem Jahr eine Polymer-Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von 750 Wh/L auf den Markt bringen und seine Forschung an einer Hochleistungsbatterie auf Sulfidbasis abschließen. Diese Batterien bieten eine erhebliche Steigerung sowohl der Energiespeicherkapazität als auch der Sicherheit und positionieren LG als Marktführer in der Batterietechnologie mit hoher Energiedichte.
• 2030: Die vollständige Kommerzialisierung der sulfidbasierten Festkörperbatterien von LG Energy Solution wird bis 2030 erwartet. Ziel des Unternehmens ist es, eine Energiedichte von mehr als 900 Wh/L zu erreichen, wodurch diese Batterien ideal für Elektrofahrzeuge mit großer Reichweite und andere anspruchsvolle Anwendungen sind. Diese Entwicklung wird einen bedeutenden Meilenstein darstellen, da LG Energy Solution von der halbfesten zur vollfesten Batterietechnologie übergeht und seine Position als eines der weltweit führenden Unternehmen für Festkörperbatterien sichert.

Toyota

Überblick

Toyota, einer der größten Automobilhersteller der Welt, ist seit Jahrzehnten führend in der Forschung zu Festkörperbatterien. Der Fokus des Unternehmens auf Festkörpertechnologie ist Teil seiner umfassenderen Strategie, den Markt für Elektrofahrzeuge anzuführen und die Abhängigkeit von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien zu verringern. Die Festkörperbatterien von Toyota sind für ihre hohe Energiedichte, schnelle Ladefähigkeit und erhöhte Sicherheit bekannt. Durch die Nutzung seines umfangreichen Patentportfolios und seiner Partnerschaften will Toyota in den nächsten Jahren Feststoffbatterien in die Massenproduktion bringen.

Entwicklungszeitleiste

• 1990: Toyota begann mit der Erforschung der Festkörperbatterietechnologie und war damit eines der ersten Unternehmen, das sich mit diesem Gebiet beschäftigte. Frühe Forschungen konzentrierten sich auf das Verständnis der grundlegenden Eigenschaften von Festelektrolyten und ihres Potenzials, flüssige Elektrolyte in herkömmlichen Batterien zu ersetzen.
• 2008: Toyota hat sich mit Ilika, einem in Großbritannien ansässigen Materialinnovationsunternehmen, zusammengetan, um gemeinsam Festkörperbatterien zu entwickeln. Diese Zusammenarbeit half Toyota dabei, sein Verständnis von Festkörpermaterialien zu erweitern und führte zur Entwicklung seiner ersten Festkörper-Prototypen.
• 2019: Toyota präsentierte seine ersten Muster von Festkörperbatterien und demonstrierte einen Prototyp eines Fahrzeugs, das mit dieser Technologie angetrieben wird. Etwa zur gleichen Zeit gründeten Toyota und Panasonic ein Joint Venture, um die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien zu beschleunigen. Bis Ende 2019 hielt Toyota über 1.300 Patente im Zusammenhang mit der Festkörperbatterietechnologie und war damit führend im Bereich des geistigen Eigentums in diesem Bereich.
• 2023: Im Juli gab Toyota bekannt, dass es einen Durchbruch in der Festkörperbatterietechnologie erzielt hat und damit das Problem der Volumenerweiterung überwunden hat, das normalerweise die Lebensdauer dieser Batterien verkürzt. Mit dieser neuen Technologie können die Festkörperbatterien von Toyota in weniger als 10 Minuten vollständig aufgeladen werden und mit einer einzigen Ladung eine Reichweite von bis zu 1.200 Kilometern liefern. Im Oktober ging Toyota eine Partnerschaft mit Idemitsu Kosan, einem führenden japanischen Chemieunternehmen, ein, um im Idemitsu-Werk in der japanischen Präfektur Chiba eine kleine Produktionslinie für Festkörperelektrolyte einzurichten. Ziel dieser Partnerschaft ist die Kommerzialisierung der sulfidbasierten Festkörperbatterien von Toyota bis 2027.
• 2025: Toyota plant, seine Feststoffbatterien der ersten Generation bis 2025 in Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEVs) einzuführen. Dies wird als Testphase für die Technologie dienen und es Toyota ermöglichen, seine Designs zu verfeinern und Marktfeedback zu sammeln, bevor vollelektrische Fahrzeuge mit Feststoffen auf den Markt kommen Zustandsbatterien.
• 2027: Toyota wird mit der Massenproduktion von Festkörperbatterien für seine Elektrofahrzeuge beginnen. Ziel des Unternehmens ist es, Fahrzeuge mit deutlich größerer Reichweite, schnellerem Laden und erhöhter Sicherheit im Vergleich zu herkömmlichen Elektrofahrzeugbatterien anzubieten. In diesem Zeitraum werden in den High-End-Modellen von Toyota Festkörperbatterien eingeführt, wodurch Toyota seine Dominanz auf dem Markt für Elektrofahrzeuge weiter festigt.
• 2030: Toyota will bis 2030 eine Produktionskapazität erreichen, die es ermöglicht, jährlich 3,5 Millionen Fahrzeuge mit Festkörperbatterien auszurüsten. Diese Größenordnung würde es Toyota ermöglichen, seinen Wettbewerbsvorteil zu behaupten und seine Position als Marktführer in der Festkörperbatterietechnologie zu festigen.

SK An

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SK On, eine Tochtergesellschaft der südkoreanischen SK Innovation, entwickelt aktiv Festkörperbatterietechnologien, um die Zukunft von Elektrofahrzeugen (EVs) und Energiespeichersystemen zu unterstützen. Der Ansatz des Unternehmens konzentriert sich auf zwei Haupttypen von Festkörperbatterien: Polymeroxid-Verbundbatterien und Batterien auf Sulfidbasis. Durch Partnerschaften mit Forschungseinrichtungen und erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung strebt SK On eine frühe Kommerzialisierung seiner Festkörperprodukte bis zum Ende dieses Jahrzehnts an.

Entwicklungszeitleiste

• 2023: SK On gab bekannt, dass es erfolgreich einen neuen Festelektrolyten auf Oxidbasis mit der höchsten Lithium-Ionen-Leitfähigkeit der Welt entwickelt hat. Dieser in Zusammenarbeit mit der Dankook University entwickelte Elektrolyt erreichte eine Ionenleitfähigkeit von 1,7 mS/cm, was einer Verbesserung um 70 % gegenüber bestehenden Materialien entspricht. Der neue Elektrolyt verwendet LLZO (Lithium-Lanthan-Zirkonium-Oxid) als Basismaterial, das nicht nur den Ionentransport fördert, sondern auch eine hervorragende chemische Stabilität bietet. Dies verhindert unerwünschte Reaktionen mit Kathodenmaterialien und hilft, die Bildung gefährlicher Lithiumdendriten zu unterdrücken, was die Verwendung von Lithiummetallanoden anstelle von herkömmlichem Graphit ermöglicht.
• 2024: SK On wird den Bau seines neuen Batterieforschungszentrums in Daejeon, Südkorea, abschließen. Diese Anlage wird zu einem entscheidenden Knotenpunkt für die Weiterentwicklung der Feststoffbatterieentwicklung des Unternehmens werden. Das Forschungszentrum wird sich auf die Verfeinerung der Mikrostruktur von Festelektrolyten und die Verbesserung der Sicherheit und Haltbarkeit der Festkörperbatteriedesigns von SK On konzentrieren.
• 2025 – 2026: SK On plant die Produktion seines ersten Prototyps von Festkörperbatterien. Zu diesen frühen Modellen werden sowohl Polymeroxid-Verbundbatterien als auch sulfidbasierte Batterien gehören, die jeweils auf unterschiedliche Segmente des Elektrofahrzeugmarkts abzielen. Bis 2026 will SK On die ersten Prototypentests abschließen und mit der Ausweitung der Produktion beginnen, um sich auf die nächste Entwicklungsphase vorzubereiten.
• 2028: SK On geht davon aus, mit der kommerziellen Produktion seiner Festkörperbatterien der ersten Generation zu beginnen, wobei der Schwerpunkt auf Elektrofahrzeugen und High-End-Energiespeicheranwendungen liegt. Die kommerziellen Produkte bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien eine verbesserte Energiedichte, schnellere Ladegeschwindigkeiten und mehr Sicherheit.
• 2029: Für beide Arten von Festkörperbatterien wird eine vollständige Kommerzialisierung erwartet, wodurch die Position von SK On als Marktführer in der Festkörpertechnologie gefestigt wird. Mit seinen starken Forschungs- und Entwicklungskapazitäten und strategischen Partnerschaften ist SK On auf dem besten Weg, zu den Spitzenreitern zu gehörenUnternehmen für FestkörperbatterienWir treiben die Zukunft der Energiespeicherung voran.

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Faktorielle Energie

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Factorial Energy, ein 2020 gegründetes amerikanisches Startup, macht sich in der Festkörperbatteriebranche schnell einen Namen. Die einzigartige Technologie des Unternehmens, bekannt als Factorial Electrolyte System Technology (FEST), integriert halbfeste und feste Elektrolytmaterialien in bestehende Produktionslinien für Lithium-Ionen-Batterien. Dieser Ansatz senkt die Produktionskosten erheblich und erhöht gleichzeitig die Energiedichte und Sicherheit. Die Festkörperbatterien von Factorial Energy zielen darauf ab, längere Reichweiten, verbesserte Sicherheit und Kompatibilität mit Standardfertigungsprozessen zu bieten, was sie zu einem starken Wettbewerber auf dem Markt macht.

Entwicklungszeitleiste

• 2020: Factorial Energy wurde in Woburn, Massachusetts, mit dem Ziel gegründet, seine proprietäre FEST-Technologie zu kommerzialisieren. Der Fokus des Unternehmens lag zunächst auf der Entwicklung eines skalierbaren, kostengünstigen Herstellungsverfahrens zur Integration von Festkörperelektrolyten in Lithium-Ionen-Batteriezellen. Durch den Einsatz von FEST wollte Factorial Batterien entwickeln, die 20–50 % mehr Reichweite als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien bieten, ohne Kompromisse bei Sicherheit oder Lebensdauer einzugehen.
• 2022: Factorial Energy secured $200 million in Series D funding, led by automotive giants Mercedes-Benz and Stellantis. This capital injection accelerated the company’s R&D efforts and enabled the construction of a new solid state battery pilot line. The partnerships with these major automakers also paved the way for Factorial to test its battery technology in real-world vehicle applications.
• 2023: In October, Factorial Energy delivered its first 100 Ah lithium-metal solid-state A-sample cells to automotive partners for testing. This marked a significant milestone in Factorial’s development, as these samples demonstrated the potential of FEST technology to deliver high energy densities and long cycle life. Simultaneously, the company announced progress on its 200 MWh solid state battery assembly line in Methuen, Massachusetts, which, when completed, will be the largest solid state battery production facility in the U.S.
• 2025: Factorial Energy plans to complete the installation of its production line and begin low-volume manufacturing of semi-solid batteries using its FEST technology. This phase will also see the integration of Factorial’s batteries into the first generation of EV prototypes from Mercedes-Benz and Stellantis, enabling extensive testing and validation.
• 2026 – 2028: Factorial wird die Produktion hochfahren und von halbfesten zu vollständig festen Batterien übergehen. Bis 2028 erwartet das Unternehmen die vollständige Kommerzialisierung seiner Festkörperprodukte, wobei der Schwerpunkt auf Zellen mit hoher Energiedichte liegt, die mehr Sicherheit und Leistung bieten als aktuelle Lithium-Ionen-Batterien.
• 2030 und darüber hinaus: Factorial will bis 2030 ein führender Anbieter von Festkörperbatterien für den globalen Elektrofahrzeugmarkt sein. Mit seiner FEST-Technologie und starken Partnerschaften will Factorial Energy mit größeren Festkörperbatterieunternehmen konkurrieren, indem es hochwertige Batterien anbietet, die die strengen Sicherheitsanforderungen erfüllen und Leistungsanforderungen der Automobilindustrie.

Sunwoda

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Sunwoda, ein führender chinesischer Batteriehersteller, entwickelt aktiv die Festkörperbatterietechnologie, um der wachsenden Nachfrage nach Batterien mit hoher Energiedichte in Elektrofahrzeugen (EVs) und Energiespeichersystemen gerecht zu werden. Die Bemühungen des Unternehmens um Festkörperbatterien konzentrieren sich auf die Verbesserung der Energiedichte, die Reduzierung von Kosten und den Aufbau von Partnerschaften zur Beschleunigung der Entwicklung. Sunwoda hat einen klaren Fahrplan für seine Festkörperbatterien skizziert, wobei die Produktionskapazitäten bis 2026 voraussichtlich erheblich gesteigert werden sollen.

Entwicklungszeitleiste

• 2023: Sunwoda hat mit der Unterzeichnung einer Kooperationsvereinbarung mit dem Songshan Lake Materials Laboratory in Dongguan einen großen Schritt getan. Ziel der Partnerschaft ist der Aufbau einer gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsplattform für Festkörperbatterien, die es beiden Parteien ermöglicht, ihre Ressourcen und ihr Fachwissen zu bündeln. Diese Vereinbarung markierte den Beginn von Sunwodas strukturiertem Ansatz zur Innovation von Festkörperbatterien.
• 2024: Das Unternehmen gab bekannt, dass es die Entwicklung seiner halbfesten Batterien der ersten Generation abgeschlossen hat und eine Energiedichte von 300 Wh/kg erreicht hat. Der Schwerpunkt lag auf der Optimierung des polymerbasierten Elektrolyten, um Sicherheit und Leistung zu gewährleisten und gleichzeitig die Kosten wettbewerbsfähig zu halten. Der nächste Schritt bestand darin, Batterien der zweiten Generation mit noch höherer Energiedichte zu entwickeln.
• 2025: Sunwoda hat einen Meilenstein erreicht, als seine halbfesten Batterien der zweiten Generation in die Pilotproduktion gingen. Diese Batterien mit einer Energiedichte von 400 Wh/kg wurden erstmals gemeinsam mit Automobilpartnern Fahrzeugintegrationstests unterzogen. Das Unternehmen gab außerdem bekannt, dass es die Laborvalidierung für seine Festkörperbatterien der dritten Generation erhalten hat, die einen Polymer-Verbundelektrolyten verwenden und eine angestrebte Energiedichte von 500 Wh/kg bieten. Dies stellte einen großen Sprung in den technischen Fähigkeiten von Sunwoda dar und positionierte das Unternehmen im Wettbewerb mit anderen führenden Unternehmen für Festkörperbatterien.
• 2026: Die Produktionslinie für Festkörperbatterien von Sunwoda wird voraussichtlich eine Jahreskapazität von 1 GWh erreichen. Diese neue Anlage wird sich auf Festkörperbatterien der dritten Generation mit einem erhöhten Energiedichteziel von 500 Wh/kg und einer Zellkapazität von 60 Ah konzentrieren. Das Unternehmen plant außerdem, die Kosten dieser Batterien auf 2 RMB/Wh zu senken, um sie für ein breiteres Spektrum von Elektrofahrzeugherstellern zugänglicher zu machen.
• 2028 – 2030: Sunwoda wird seine Festkörperbatterien der vierten Generation vorstellen, die über eine Lithium-Metallanode und eine geplante Energiedichte von 700 Wh/kg verfügen. Diese Entwicklung wird die Reichweite und Ladegeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen, die mit Sunwodas Batterien ausgestattet sind, erheblich verbessern. Bis 2030 will das Unternehmen sowohl hinsichtlich der Technologie als auch der Produktionskapazität zu den führenden Unternehmen für Festkörperbatterien gehören und weltweit Automobilhersteller mit Festkörperbatterien beliefern.

Gotion Hi-Tech

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Gotion Hi-Tech, ein weiterer führender chinesischer Batteriehersteller, hat aktiv seine eigene Festkörperbatterietechnologie entwickelt. Das Hauptaugenmerk des Unternehmens liegt auf der Erzielung hoher Energiedichten und langer Zyklenlebensdauer mithilfe fortschrittlicher Festelektrolyte auf Sulfidbasis. Das 2017 gestartete Festkörperprogramm von Gotion Hi-Tech hat in den letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht und gipfelte in der Einführung der Festkörperbatterie „Jinshi“ (Goldener Stein) im Jahr 2023.

Entwicklungszeitleiste

• 2017: Gotion Hi-Tech officially began its solid state battery development program, focusing on sulfide-based electrolytes. The company’s early research efforts centered around improving the stability and ionic conductivity of sulfide materials to enable safer and higher-capacity batteries.
• 2023: In May, Gotion Hi-Tech unveiled its first full solid state battery, branded as the “Jinshi” battery. This battery features an energy density of 350 Wh/kg and 800 Wh/L, which is about 40% higher than conventional ternary lithium-ion batteries. The “Jinshi” battery also boasts a cycle life of over 3,000 cycles, making it highly competitive in terms of both performance and longevity. The launch of this battery marked a significant breakthrough for Gotion Hi-Tech, positioning it as a serious contender among other Solid State Battery Companies.
• 2024: Following the successful launch of the “Jinshi” battery, Gotion Hi-Tech began ramping up its pilot production line. The company focused on refining the battery’s materials, including the development of ultra-thin film-coated single-crystal cathodes and a 3D mesoporous silicon anode. These innovations contributed to better energy retention and faster charging capabilities, making the “Jinshi” battery suitable for a wider range of applications, from electric vehicles to grid storage.
• 2027: Gotion Hi-Tech plant die Durchführung kleiner Fahrzeugintegrationstests mit seinen „Jinshi“-Festkörperbatterien. In dieser Phase kann das Unternehmen Daten zur Batterieleistung unter realen Bedingungen sammeln und vor der Serienproduktion alle notwendigen Anpassungen vornehmen. Im Erfolgsfall wird Gotion Hi-Tech mit den Vorbereitungen für die Massenproduktion beginnen und eine Energiedichte von 350 Wh/kg als Basis für seine kommerziellen Produkte anstreben.
• 2030: Das Unternehmen strebt die Massenproduktion seiner vollständigen Festkörperbatterien bis 2030 an. Da die Industriekette immer ausgereifter wird, geht Gotion Hi-Tech davon aus, über die gesamte Produktpalette hinweg Festkörperbatterien mit einer konstanten Energiedichte von 350 Wh/kg anbieten zu können . Langfristiges Ziel des Unternehmens ist es, die Energiedichte auf 400 Wh/kg zu erhöhen und gleichzeitig eine Energiedichte auf Systemebene von 280 Wh/kg beizubehalten, sodass Fahrzeuge mit einer einzigen Ladung eine Reichweite von bis zu 1.000 Kilometern erreichen können.

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Abschluss

Während sich die Festkörperbatterietechnologie weiterentwickelt, verschieben wichtige Akteure wie CATL, BYD, QuantumScape und andere die Grenzen des Möglichen. Jedes dieser Festkörperbatterieunternehmen hat unterschiedliche Strategien und Technologien entwickelt, um die Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit, Energiedichte und Kommerzialisierung zu bewältigen. Die von diesen Unternehmen erzielten Fortschritte bereiten nicht nur den Weg für eine neue Ära der Batterietechnologie, sondern versprechen auch, die Art und Weise, wie Energie in verschiedenen Branchen gespeichert und genutzt wird, zu revolutionieren. Mit zunehmender Massenproduktion und zunehmender kommerzieller Akzeptanz könnten Festkörperbatterien bald zum Standard für leistungsstarke Energielösungen werden und sicherere und effizientere Energie für alles bereitstellen, von Elektrofahrzeugen bis hin zu erneuerbaren Energiesystemen.