{"id":163146,"date":"2025-12-19T11:56:34","date_gmt":"2025-12-19T10:56:34","guid":{"rendered":"https:\/\/aleasoft.com\/?p=163146"},"modified":"2025-12-20T04:02:51","modified_gmt":"2025-12-20T03:02:51","slug":"automobilbranche-beschleunigt-entwicklung-festkorperbatterien-nachfolger-li-ionen-batterien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aleasoft.com\/de\/automobilbranche-beschleunigt-entwicklung-festkorperbatterien-nachfolger-li-ionen-batterien\/","title":{"rendered":"Die Automobilbranche setzt verst\u00e4rkt auf Festk\u00f6rperbatterien als Nachfolger von Lithium-Ionen-Batterien"},"content":{"rendered":"

AleaSoft Energy Forecasting, 19. Dezember 2025. Li-Ionen-Batterien dominieren die Energiespeicherung in elektronischen Ger\u00e4ten, Fahrzeugen und der Stromversorgung. Das Aufkommen von Festk\u00f6rperbatterien verspricht jedoch eine Revolution in diesem Sektor, da sie eine h\u00f6here Energiedichte, Effizienz und Sicherheit sowie eine geringere Umweltbelastung bieten. Ihre Entwicklung er\u00f6ffnet neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr Elektrofahrzeuge und Industrien, bringt jedoch auch technische und fertigungstechnische Herausforderungen mit sich, die bew\u00e4ltigt werden m\u00fcssen, um ihre breite Einf\u00fchrung zu konsolidieren.<\/strong><\/p>\n

AleaSoft - sector automovil acelera hacia baterias estado solido sucesoras Li Ion<\/a><\/div>\n

Li-Ionen-Batterien (LIB) sind in allen Bereichen vertreten, in denen Energiespeicherung erforderlich ist: elektronische Ger\u00e4te, Fahrzeuge, Stromversorgung und sogar Luft- und Raumfahrtprojekte wie das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST). Diese Technologie k\u00f6nnte mit dem Aufkommen anderer Batteriemodelle Konkurrenz auf dem Markt bekommen. Zuvor wurden Nickel-Wasserstoff-Batterien<\/a> als Hauptkonkurrenten f\u00fcr Gro\u00dfprojekte analysiert. Diese sind jedoch f\u00fcr kleinere Projekte oder Elektrofahrzeuge nicht optimal geeignet. Um den Mangel an Wettbewerb in diesen Bereichen auszugleichen, kommen Festk\u00f6rperbatterien<\/strong> (SSB) zum Einsatz. Diese haben eine h\u00f6here Energiedichte als LIBs, ben\u00f6tigen weniger Volumen, um die gleiche Energiemenge zu speichern, verl\u00e4ngern die Lebensdauer der Batterien und bieten bessere Stabilit\u00e4ts- und Sicherheitsbedingungen.<\/p>\n

H\u00f6here Energiedichte<\/h2>\n

Festk\u00f6rperbatterien ersetzen den fl\u00fcssigen Elektrolyten zwischen Anode und Kathode in LIBs durch einen festen, in der Regel keramischen Elektrolyten. Das Fehlen der brennbaren Fl\u00fcssigkeit verringert potenzielle Sicherheitsrisiken wie Br\u00e4nde oder Leckagen und macht sie weniger empfindlich gegen\u00fcber extremen Temperaturen. Tats\u00e4chlich sind sie aufgrund ihrer F\u00e4higkeit, die Ionenleitf\u00e4higkeit bei Temperaturen unter Null aufrechtzuerhalten, besonders effizient bei niedrigen Temperaturen.<\/p>\n

Ihre Energiedichte in Modellen f\u00fcr Elektrofahrzeuge liegt zwischen 250 und 800 Wh\/kg, verglichen mit 160 bis 250 Wh\/kg bei Lithium-Ionen-Batterien. Da sie zudem kompakter sind, ben\u00f6tigen sie 33 % weniger Platz und wiegen 40 % weniger (bei Modellen mit etwa 450 Wh\/kg). Ihre h\u00f6here Leitf\u00e4higkeit sorgt f\u00fcr einen schnelleren Ladevorgang und weniger W\u00e4rmeentwicklung. Ein schnell aufladbarer Li-Ionen-Akku ben\u00f6tigt etwa 30 bis 60 Minuten, um sich zu 80 bis 100 % aufzuladen, w\u00e4hrend ein SSB nur 10 bis 20 Minuten ben\u00f6tigt.<\/p>\n

Ihre h\u00f6here Energiedichte, Leitf\u00e4higkeit und Best\u00e4ndigkeit gegen Dendritenbildung sorgt f\u00fcr eine l\u00e4ngere Lebensdauer und h\u00f6here Effizienz. LIBs haben nach etwa 8000 Lebenszyklen einen Wirkungsgrad von weniger als 60 %; SSBs k\u00f6nnten unter optimalen Bedingungen nach 30.000 Zyklen (30 Jahren) einen Wirkungsgrad von 90 % beibehalten. Diese Eigenschaften erh\u00f6hen auch die Reichweite der Fahrzeuge. Die Hersteller sch\u00e4tzen, dass mehr als 1000 km ohne Aufladen zur\u00fcckgelegt werden k\u00f6nnen. Auch die Selbstentladung verbessert sich und liegt bei 2-3 % pro Jahr gegen\u00fcber 2-10 % pro Monat bei LIB. All diese Eigenschaften machen sie f\u00fcr die Langzeitspeicherung<\/strong> n\u00fctzlich.<\/p>\n

Reduzierung der Emissionen von CO2<\/sub> und anderen Schadstoffen<\/h2>\n

Die Emissionen von Stra\u00dfenfahrzeugen, die fossile Brennstoffe<\/strong> verwenden, tragen zu 15 % zu den gesamten globalen Kohlenstoffemissionen bei. Damit die Regierungen die vorgeschlagenen Nachhaltigkeitsziele erreichen k\u00f6nnen, sind Anstrengungen in allen m\u00f6glichen Bereichen erforderlich. Die Auswirkungen des Klimawandels m\u00fcssen schneller bek\u00e4mpft werden als bisher, da die 1,5 \u00b0C-Marke gegen\u00fcber den vorindustriellen Werten bereits \u00fcberschritten wurde. Eine der vorgeschlagenen Ma\u00dfnahmen zur Abschw\u00e4chung dieser Auswirkungen besteht darin, dass ab 2035 nicht mehr als 10 % aller verkauften Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ausgestattet sein d\u00fcrfen und dass sichergestellt wird, dass deren Herstellung und Emissionen nur minimale Auswirkungen haben (ein Abkommen, dem sich nicht alle L\u00e4nder angeschlossen haben).<\/p>\n

Die Herstellung von Batterien ist ein umweltsch\u00e4dlicher Prozess. Die Herstellung einer Festk\u00f6rperbatterie erfordert weniger Materialien als eine LIB, wodurch die Klimaauswirkungen der Batterie im Vergleich zu ihrem Konkurrenten um bis zu 39 % reduziert werden. Die Verwendung langlebigerer, effizienterer und kompakterer Batterien reduziert die Umweltbelastung und den CO2-Fu\u00dfabdruck, da sie in Bezug auf Volumen und Nutzungsdauer mehreren Li-Ionen-Batterien entsprechen.<\/p>\n

Da Fahrzeuge keine Schadstoffe mehr aussto\u00dfen, richtet sich das Augenmerk nun auf eine andere Quelle der Umweltverschmutzung, die durch ihren Gebrauch entsteht: die Verschmutzung durch Reifenabrieb. Durch den Verschlei\u00df aufgrund langj\u00e4hriger Nutzung und die Reibung auf der Stra\u00dfe werden Mikroplastik und giftige Substanzen (Zink, Schwermetalle oder 6PPD-Chinon) in die Umwelt freigesetzt. Der Anteil dieser Emissionen wird auf ein Viertel der insgesamt erzeugten Mikroplastikpartikel gesch\u00e4tzt. Diese Partikel gelangen in Fl\u00fcsse, Meere und B\u00f6den und verschmutzen die dort lebenden \u00d6kosysteme sowie die Fauna und Flora. Dies hat letztlich auch Auswirkungen auf den Menschen, sowohl durch direktes Einatmen als auch durch den Verzehr kontaminierter tierischer Produkte. Um diese Emissionen zu reduzieren, ist es neben einer weniger aggressiven Fahrweise und der guten Wartung der Reifen wichtig, das Gewicht der Fahrzeuge zu reduzieren. Da die Batterie die schwerste Komponente eines Elektrofahrzeugs ist (wodurch das Fahrzeug mehr wiegt als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor), w\u00fcrde eine so erhebliche Verringerung ihrer Masse, wie sie durch SSB erreicht werden kann, dazu beitragen, dieses Verschmutzungsproblem deutlich zu bek\u00e4mpfen.<\/p>\n

Herausforderungen f\u00fcr SSB<\/h2>\n

Bei jedem Lade- und Entladevorgang dehnt sich die Batterie aus und zieht sich wieder zusammen, wodurch die Komponenten, aus denen sie besteht, einer mechanischen Belastung ausgesetzt werden, die zu Delaminierung, struktureller Verschlechterung und Pulverisierung der Materialien f\u00fchren kann. Aufgrund dieser Verformung kann der Elektrolyt Risse bekommen oder brechen, wodurch sich der elektrische Widerstand des Materials erh\u00f6ht und seine Effizienz verringert wird. Je nach dem f\u00fcr die Batterie verwendeten Material sind diese Verformungen mehr oder weniger stark ausgepr\u00e4gt.<\/p>\n

Die Verwendung eines festen Elektrolyten erschwert einen guten Kontakt zwischen den Oberfl\u00e4chen der Batteriekomponenten (Grenzfl\u00e4chenimpedanz) im Vergleich zu einem fl\u00fcssigen Elektrolyten, der sich an die Kontaktfl\u00e4chen anpassen kann. Um diesen Effekt auszugleichen, werden Kohlenstoffadditive verwendet oder Druck ausge\u00fcbt. Die Aufrechterhaltung dieses Kontakts w\u00e4hrend des Batteriebetriebs ist aufgrund von Volumen\u00e4nderungen w\u00e4hrend des Lade- und Entladevorgangs schwierig, insbesondere bei Materialien mit h\u00f6herer Kapazit\u00e4t, die auch die gr\u00f6\u00dften Volumen\u00e4nderungen aufweisen.<\/p>\n

Der Herstellungsprozess von SSB-Batterien ist kostspieliger und komplexer als der von LIB-Batterien. Das liegt zum einen daran, dass das als Elektrolyt verwendete feste Material teurer in der Herstellung ist als ein fl\u00fcssiger Elektrolyt. Hinzu kommt die Komplexit\u00e4t der Skalierung des im Labor entwickelten Modells auf die Gro\u00dfserienfertigung. Die Herstellung von SSB unterscheidet sich von der von LIB und stellt Anforderungen, die es notwendig machen, die Prozesse der Montagelinie ohne einen Pr\u00e4zedenzfall oder einen definierten Standard zu entwickeln. Die Produktion hat Probleme, die Qualit\u00e4tsstandards bei der Gro\u00dfserienfertigung zu erf\u00fcllen, was zum Teil auf die hohe Feuchtigkeitsempfindlichkeit von SSB zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Wenn Feuchtigkeit in die Batterie eindringt, f\u00fchrt dies zu Leitf\u00e4higkeitsverlusten, Rissen, Korrosion und Kurzschl\u00fcssen. Die H\u00e4ufung dieser Faktoren macht die Herstellungsprozesse sehr anspruchsvoll und bis zu dreimal so teuer wie die von LIBs.<\/p>\n

Die Automobilbranche an der Spitze der Entwicklung von SSB<\/h2>\n

Die Welt bewegt sich in Richtung Elektrifizierung<\/strong> und Dekarbonisierung<\/strong>, ein Prozess, von dem auch die Automobilbranche nicht unber\u00fchrt bleibt. Es ist nicht nur notwendig, die Prozesse in Industrie und Verkehr auf Alternativen umzustellen, die keine Treibhausgase<\/strong> erzeugen, sondern dies auch auf eine Weise zu tun, die f\u00fcr alle Beteiligten, einschlie\u00dflich der Umwelt, von Vorteil ist. Der Einsatz von Batterien ist die Schl\u00fcsselkomponente dieser Energiewende<\/strong>, um ihr Potenzial voll auszusch\u00f6pfen. Viele L\u00e4nder sind bereits voll in diesen Prozess eingebunden, wie beispielsweise Spanien mit dem Plan Auto 2030, der den \u00dcbergang zum Elektrofahrzeug f\u00f6rdert, die spanische Automobilindustrie st\u00e4rkt und eine nachhaltige, zug\u00e4ngliche und mit den Emissionsreduktionsverpflichtungen im Einklang stehende Mobilit\u00e4t gew\u00e4hrleistet. Die Umsetzung dieser Ma\u00dfnahmen zeigt sofortige Wirkung, da sich die Zahl der Ladestationen f\u00fcr Elektrofahrzeuge auf der Halbinsel in diesem Jahr verdoppelt hat.<\/p>\n

SSB k\u00f6nnten sich zu einem starken Konkurrenten f\u00fcr LIB auf dem Energiespeichermarkt entwickeln. Da sie eine h\u00f6here Energiedichte, ein geringeres Volumen und Gewicht sowie eine h\u00f6here Sicherheit aufweisen, gelten sie als deren logischer Nachfolger. Die gr\u00f6\u00dften Probleme sind ihre Zerbrechlichkeit, hohe Produktionskosten und Schwierigkeiten bei der Herstellung in gro\u00dfem Ma\u00dfstab. Es sei daran erinnert, dass sich SSB noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase befinden, sodass diese Probleme nach und nach gel\u00f6st werden d\u00fcrften.<\/p>\n

Um die mechanischen Probleme zu beheben, wird mit verschiedenen Materialien f\u00fcr Anode, Kathode und Elektrolyt experimentiert, wie beispielsweise Silizium oder verschiedene Polymere. Auch andere Optionen werden in Betracht gezogen, wie beispielsweise Halb-Festk\u00f6rper-Batterien<\/strong>, die weniger als 10 % fl\u00fcssigen Elektrolyt enthalten. Diese L\u00f6sung gleicht die Probleme der Volumen\u00e4nderung und des Kontakts zwischen den Oberfl\u00e4chen der Komponenten aus, verringert jedoch im Gegenzug die Energiedichte der Batterie und macht den Herstellungsprozess der Batterie noch komplexer.<\/p>\n

Auch die Herstellungskosten und -prozesse werden im Laufe der Zeit optimiert und kosteng\u00fcnstiger werden. Viele der gro\u00dfen Automobilhersteller sowie neue, vor allem in China ans\u00e4ssige Marken investieren einen Teil ihres Kapitals in die Forschung im Bereich Festk\u00f6rperbatterien. Einige haben bereits angek\u00fcndigt, dass ihre ersten Modelle mit dieser Technologie ab 2027 oder 2028 auf den Markt kommen werden. Diese hohen Investitionen und der starke Wettbewerb werden zu einer rasanten Entwicklung der Branche f\u00fchren, und die besseren Leistungsmerkmale der neuen Fahrzeuge werden sie gegen\u00fcber den aktuellen Verbrennungsmodellen wettbewerbsf\u00e4hig machen und die Elektrifizierung der Branche vorantreiben.<\/p>\n

AleaSoft Energy Forecasting als Referenz f\u00fcr die Entwicklung des Marktes f\u00fcr Energiespeicherung<\/h2>\n

Die Eigenschaften von SSBs machen sie nicht nur f\u00fcr den Elektrofahrzeugsektor attraktiv, obwohl sie angesichts der aktuellen Investitionsentwicklung zun\u00e4chst in diesem Sektor auf den Markt kommen werden. Sp\u00e4ter ist eine Ausweitung auf andere Sektoren geplant, nicht nur auf den Transportsektor, Drohnen oder elektronische Ger\u00e4te, sondern auch auf die Bereiche Industrie<\/strong>, Stand-alone-Speichersysteme<\/strong>, Rechenzentren<\/strong> oder Hybridisierung<\/strong> mit erneuerbaren Energien<\/strong>.<\/p>\n

Die Abteilung AleaStorage<\/strong> analysiert die Durchf\u00fchrbarkeit von Projekten zur Speicherung mit Batterien<\/strong><\/a>, sowohl als Stand-alone-L\u00f6sung<\/strong> als auch in Hybridisierung<\/strong> mit erneuerbaren Anlagen. Dank der Kombination aus einem Team aus Experten aus den Bereichen Forschung und Energie und einem eigenen Hybridmodell f\u00fcr Prognosen, das k\u00fcnstliche Intelligenz <\/strong>nutzt, um Simulationen von Tausenden m\u00f6glicher Szenarien zu erstellen, ist das Unternehmen in der Lage, sich an die Marktentwicklung anzupassen und diese zu antizipieren, um robuste und zuverl\u00e4ssige Prognosen zu erstellen. AleaSoft Energy Forecasting <\/strong>ist der wichtigste Partner, um die Energiewende mit Hilfe eines Experten voranzutreiben, der sich f\u00fcr den Prozess engagiert und \u00fcber die besten Werkzeuge verf\u00fcgt, um ihn umzusetzen.<\/p>\n

Quelle: AleaSoft Energy Forecasting<\/strong>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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