Neuigkeiten zu Festkörperbatterien: China investiert 6 Milliarden Yuan in Forschung und Entwicklung

Am 29. Mai wurde berichtet, dass China 6 Milliarden Yuan in die Forschung und Entwicklung von Festkörperbatterien investieren will. Diese Investition wird sechs Unternehmen unterstützen, darunter CATL, BYD, FAW, SAIC, Welion und Geely.

Gleichzeitig verschärft sich der Wettbewerb in der Festkörperbatteriebranche. Unternehmen beschleunigen ihre Forschung und geben ihre Produktionszeitpläne bekannt. Allerdings gibt es noch viele Herausforderungen bei der Kommerzialisierung. Hohe Kosten sind das Haupthindernis für die breite Verfügbarkeit von Festkörperbatterien.

Im Vergleich zu herkömmlichen Flüssigbatterien haben Festkörperbatterien höhere Produktionskosten. Dies ist auf die neuen Materialien und Designs zurückzuführen, die teurer in der Herstellung sind.

Um die hohen Kosten in den Griff zu bekommen, greifen einige Unternehmen als Kompromiss auf halbfeste Batterien zurück. Diese sind jedoch nicht so leistungsfähig wie Vollfestkörperbatterien. Die Herausforderung besteht darin, die Kosten zu senken und gleichzeitig die Leistung aufrechtzuerhalten. Experten gehen davon aus, dass durch kontinuierliche technologische Fortschritte und Prozessverbesserungen die Kosten für Festkörperbatterien sinken und sie wirtschaftlich rentabler werden.

Unternehmen geben Produktionszeitpläne bekannt

Unternehmen sind gespannt darauf, ihre Produktionszeitpläne für Festkörperbatterien bekannt zu geben. Unter den sechs beteiligten Unternehmen gibt esLithium-Batterie-Unternehmenund Automobilhersteller. Die meisten streben an, bis 2027 mit der Massenproduktion zu beginnen.

Im April teilte der leitende Wissenschaftler von CATL, Wu Kai, mit, dass der Reifegrad ihrer Festkörperbatterie auf einer Skala von 1 bis 9 bei 4 liege. Bis 2027 wollen sie Level 7-8 erreichen, was eine Produktion in kleinem Maßstab ermöglichen könnte. Allerdings ist die Produktion in großem Maßstab aufgrund der hohen Kosten immer noch eine Herausforderung.

Welion, ein privates Unternehmen in Peking, geht davon aus, bis Ende 2026 die Massenproduktion von Festkörperbatterien zu erreichen und so die Batteriesicherheit zu verbessern.

Am 30. Mai gab Lianhong Xinke, ein börsennotiertes Unternehmen, Fortschritte in seiner Zusammenarbeit mit Welion bekannt. Sie haben ein Joint Venture, Lianhong Welion, gegründet, um Schlüsselmaterialien für Festkörperbatterien und halbfeste Batterien zu entwickeln. Sie haben bereits einige technische Fortschritte bei Elektrolyten und Silizium-Kohlenstoff-Anoden erzielt.

Unter den Automobilherstellern gab die SAIC Group am 24. Mai ihren Produktionszeitplan für Festkörperbatterien bekannt. Ihr Ziel ist es, durch Material- und Prozessinnovationen die Stückkosten um bis zu 40 % zu senken. Im Oktober dieses Jahres soll der IM L6 mit Lightyear-Festkörperbatterien ausgeliefert werden, die eine Energiedichte von über 300 Wh/kg und eine Reichweite von über 1.000 Kilometern aufweisen. Bis 2026 sollen Prototypentests mit einer Energiedichte von mehr als 400 Wh/kg abgeschlossen sein, was mehr als dem Doppelten der Energiedichte herkömmlicher Batterien entspricht.

Bis 2027 sollen Neuwagen mit Festkörperbatterien von IM Motors in Massenproduktion gehen und an Nutzer ausgeliefert werden. Zukünftige Verbesserungen könnten die Energiedichte auf 500 Wh/kg erhöhen.

Festkörperbatterien verwenden Glasverbindungen anstelle von flüssigen Elektrolyten und bieten so eine höhere Energiedichte und Sicherheit. Sie funktionieren in kalten Wintern im Norden gut und lösen Sicherheits- und Leistungsprobleme bei niedrigen Temperaturen, die sich auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen auswirken.

Im Vergleich zu Flüssigbatterien sind Festkörperbatterien sicherer, es besteht kein Auslaufrisiko und es besteht keine Explosions- oder Brandgefahr durch Fahrzeugaufprall. Sie bieten außerdem eine höhere Energiedichte, was die Reichweite deutlich erhöht. Ihre geringere Größe und ihr geringeres Gewicht tragen zu weiteren Reichweitenverbesserungen bei.

Neuigkeiten zu Festkörperbatterien: Die Kommerzialisierung steht vor hohen Kostenherausforderungen

Trotz der Aufregung steht die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien vor vielen Herausforderungen. Hohe Kosten und geringe Leitfähigkeit sind die Hauptnachteile.

Festkörperbatterien mit Graphitanoden kosten beispielsweise etwa 150 US-Dollar pro kWh, während Flüssigbatterien mit Graphitanoden etwa 120 US-Dollar pro kWh kosten. Das bedeutet, dass Festkörperbatterien etwa 30 % teurer sind.

Derzeit liegen die Kosten pro kWh für Festkörperbatterien bei etwa 150 US-Dollar, fast doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Lithium batterien. Die Nutzung bestehender Technologie zur Herstellung ausreichender Festkörperbatterien für Autos wäre sehr kostspielig.

Es wird erwartet, dass sich die Kosten für Festkörperbatterien bis 2026 mit zunehmender Reife der Lieferkette denen von Flüssigbatterien annähern. Dies erfordert eine Steigerung der Produktion, eine Reduzierung der Materialkosten und eine Optimierung der Lieferkette zur Verbesserung der Effizienz. Die Erforschung von Verbundelektrolyten, bei denen verschiedene Materialien kombiniert werden, kann die Leistung verbessern und die Kosten senken.

Während Festkörperbatterien noch keine groß angelegte Kommerzialisierung erreicht haben, zeigen sie allmählich Wert in Elektrofahrzeugen, 3C-Elektronik und globaler Energiespeicherung.

Nach Angaben des China Business Industry Research Institute könnte der Markt für Festkörperbatterien in Leistungsbatterien bis 2025 etwa 6 Milliarden Yuan erreichen, wenn Festkörperbatterien industrialisiert werden und deren Marktdurchdringung schrittweise erhöht wird.

Allerdings sind einige Branchenführer hinsichtlich der Massenproduktion von Festkörperbatterien nicht optimistisch. NIO-Gründer William Li hat öffentlich erklärt, dass die Massenproduktion vollständiger Festkörperbatterien noch in weiter Ferne liegt und weitere 5 bis 10 Jahre dauern könnte.

Neuigkeiten zu Festkörperbatterien: Neuer Weg für Halbfestkörperbatterien

Halbfestkörperbatterienerweisen sich als vielversprechende Option, da Vollfestkörperbatterien noch einige Zeit von der Massenproduktion entfernt sind. Im Mai brachte BAK Battery drei neue halbfeste Lithium batterien auf den Markt. Sie planen, die Energiedichte ihrer halbfesten Lithium-Metallanoden-Batterien bis Ende 2024 auf 450 Wh/kg zu erhöhen.

Am 30. Mai gab Foton Motor bekannt, dass sie halbfeste Batterien für leichte Nutzfahrzeuge entwickeln und testen. Sie erforschen auch den Einsatz von Festkörperbatterien in Fahrzeugen.

Andere Automobilhersteller wie Changan und GAC Group planen ebenfalls die Einführung neuer EnergiefahrzeugeHalbfestkörperbatterien.

Halbfestkörperbatterienliegen technisch gesehen zwischen herkömmlichen Flüssigbatterien und Festkörperbatterien. Sie bieten einige Vorteile von Festkörperbatterien, wie etwa verbesserte Sicherheit und bessere Leistung bei kalten Temperaturen. Sie sind einfacher und kostengünstiger herzustellen, was die Kommerzialisierung einfacher macht.

Jedoch, Halbfestkörperbatterienstehen vor mehreren Herausforderungen. Der bestehende Markt verfügt über gut etablierte Flüssigbatteriesysteme, daher müssen neue Technologien sowohl technische als auch Marktbarrieren überwinden. Darüber hinaus sind die Leistungsverbesserungen vonHalbfestkörperbatteriensind begrenzt, was es schwierig macht, die Anforderungen der Verbraucher nach hoher Energiedichte und hoher Sicherheit vollständig zu erfüllen.

Inzwischen geht auch CATL neue Wege. Kürzlich haben sie Kondensationsbatterien eingeführt, die schneller in Massenproduktion hergestellt werden können als Festkörperbatterien und sowohl eine hohe Energiedichte als auch eine hohe Sicherheit bieten, wobei die Energiedichte bis zu 500 Wh/kg erreicht.