Die Anforderungen an die Batterien von Elektroautos sind hoch: So müssen sie nicht nur höchsten Sicherheitsanforderungen entsprechen, sondern auch über eine Lebensdauer von 15 Jahren und mindestens 150.000 Kilometern Laufleistung einwandfrei funktionieren.Und selbst nach ihrem Einsatz im Fahrzeug müssen die Akkus dann immer noch 80 Prozent ihrer anfänglichen Speicherkapazität und Leistung aufweisen. Die Herausforderung für die nächsten Jahre liegt zudem in einer gleichzeitigen reduzierung der Kosten und einer deutlichen Steigerung der Energiedichte um die Richweite von Elektroautos deutlich zu erhöhen. Vom Erfolg überzeugt ist man dabei bei Bosch, denn das Unternehmen prognostiziert bereits für das Jahr 2020 leistungsfähige Hochvoltspeicher, die über eine doppelte Energiedichte verfügen und gleichzeitig nur noch halb so teuer sein sollen.

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Die Lithium-Ionen-Batterie bietet noch viel Potential

Während heutige Akkus bereits eine Energiedichte von ca. 115 Wh/kg haben, hält man bei Bosch Zahlen von bis zu 280 Wh/kg für möglich. Für die Entwicklung der nächsten Generation der Lithium-Ionen-Batterien hat sich Bosch mit zwei kompetenten Partnern in Form von GS Yuasa und der Mitsubishi Corporation zusammengetan und das Joint Venture Lithium Energy and Power gegründet. „Unser Ziel im Joint Venture ist es, Lithium-Ionen-Batterien bis zu zwei Mal leistungsfähiger zu machen“, erklärt Dr. Joachim Fetzer, Mitglied des Bereichsvorstands Gasoline Systems mit der Zuständigkeit Elektromobilität bei der Robert Bosch GmbH.

In Zukunft könnten neue Technologien noch mehr Leistung bringen

Die Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Akkus ist allerdings längst nicht das Ende der Fahnenstange, denn in der zentralen Entwicklung arbeiten Unternehmen wie Bosch an sogenannten „Post-Lithium-Ionen-Batterien“. Ein Beispiel dafür ist die Lithium-Schwefel-Technologie. Diese verspricht eine höhere Energiedichte und -kapazität. Die Lithium-Schwefel-Batterie wird nach Schätzungen von Bosch allerdings frühestens Mitte der nächsten Dekade serienreif sein.

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Viele Ansätze zur Steigerung der Batterieleistung

Zur Steigerung der Leistung von Lithium-Ionen-Akkus lässt sich an mehreren Punkten ansetzen: So kann die Zellchemie optimiert werden, indem man ein anderes Material für Anode und Kathode verwendet, die Zellspannung erhöht wird sowie die Überwachung und Steuerung der verschiedenen Zellen und des Gesamtsystems verbessert werden.

Weitere Auswirkungen auf die Alltagstauglichkeit von Elektroautos wird vor allem auch der Ausbau der Schnellladestationen haben, denn mit einer überall vorhandenen Verfügbarkeit von „Stromtankstellen“ wird Gesamtreichweite bei voll aufgeladenen Batterien weniger wichtig. Weiterhin hält Bosch bei immer leistungsfähigeren Akkus auch unterschiedliche Stadien des Batterielebens für vorstellbar – zu Anfang wird eine neue Batterie mit voller Leistung dabei bspw. in einem Flottenfahrzeug eingesetzt, das in kurzer Zeit sehr viele Kilometer fährt, danach könnte sie immer noch als günstige Alternative in einem Alltagsauto genutzt werden, mit dem meist nur kurze Wege zurückgelegt werden. Und selbst danach können die ausgemusterten Batterien immer noch bspw. als Stromspeicher genutzt werden – so wie im Second Life-Projekt von BMW und Vattenfall.