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Mobilität 2 Min Lesezeit 31 Kommentare

Bipolare Batterien: Bis zu 1.000 Kilometer Reichweite für Elektroautos

Eines der wichtigsten Probleme von Elektroautos und das wichtigste Argument vieler Kritiker benutzt wird: Der Akku und damit die Reichweite des Fahrzeugs. Die Bundesregierung und vier Unternehmen und Institutionen in Deutschland wollen dieses Problem jetzt lösen, und zwar mit der bipolaren Batterie. Die soll Elektroautos eine Reichweite von bis zu 1.000 Kilometer ermöglichen.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat das Projekt "EMBATT-goes-FAB" ins Leben gerufen, an dem sich vier Unternehmen und Institutionen des Landes beteiligen: Daimler, Thyssenkrupp System Engineering, IAV GmbH und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme. Das Ziel des Projektes ist es, in den nächsten zwei Jahren an der Entwicklung von bipolaren Batterien zu arbeiten, die mehr Speicherkapazität haben als aktuelle Akkus.

Nach diesem ersten Teil des Projekts besteht das nächste Ziel darin, zu untersuchen, wie man diese Batterien in großem Maßstab herstellen kann und welche Möglichkeiten zur Verwendung im Massenmarkt es gibt.

bateria bipolar
Das ist der Aufbau der bipolaren Batterien / © Fraunhofer-Institut.

Was sind bipolare Batterien?

Grundsätzlich erhöht dieses neue Design die Dichte der Zellen im Inneren der Batterie und verbindet sie mit einer bipolaren Elektrode. Das Fernziel: Die Reichweite von Elektroautos soll auf bis zu 1.000 Kilometer erhöht werden.

Der neue Aufbau ermöglicht es den Batteriezellen, sich direkt übereinander zu stapeln, ohne sie mit Schichten aus Aluminium zu trennen, wodurch Struktur und Verkabelung durch direkte Verbindungen entfallen. Auf diese Weise erhöht sich die Anzahl der Zellen, die in den gleichen Raum passen, erheblich.

Bei dieser Ausführung fließt der Strom über die gesamte Oberfläche der Batterie und der elektrische Widerstand nimmt ab. Kurz gesagt, es werden Kosten gespart, weniger Materialien verbraucht, mehr Energie gespeichert und die Reichweite erhöht. Jede Menge Vorteile also.

Wann kommt die bipolare Batterie?

Der erste Prototyp der bipolaren Elektrode ist bereits gebaut, aber es wird eine Weile dauern, bis die Technologie in den ersten Serienfahrzeugen eingebaut wird. Die ersten Tests werden voraussichtlich im Jahr 2020 stattfinden.

Glaubt Ihr, dass diese Technologie dazu beitragen wird, das Elektroauto zum Erfolg zu führen?

Quelle: Fraunhofer

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31 Kommentare

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  • "Glaubt Ihr, dass diese Technologie dazu beitragen wird, das Elektroauto zum Erfolg zu führen?"
    Nein, natürlich nicht. Das geht ja völlig am Problem vorbei. Aber das ist das Problem des allgemeinen Wahlrechts. Wir bekommen die Politiker, die uns am sympatischsten sind, die am besten labern können, nicht die Fähigsten.
    Denn das wahre Problem der Elektromobilität ist ja nicht die Reichweite. 400 Km sind auch heute möglich, das reicht. Das Problem ist das Laden. Einen Benzintank habe ich in wenigen Minuten getankt. Wenn es keine Schlange vor Säule oder Kasse gibt, bin ich nach 5 Minuten wieder weg. Beim Aufladen einer Batterie stehe ich selbst bei einem Tesla mehrere Stunden rum. Es sei denn, ich lade an einem Tesla-Supercharger. Dann geht es in immer noch sehr langen 40 Minuten. Aber Tesla wird wohl kaum flächendeckend in Europa Supercharger installieren wollen und können.
    Das heißt, um die Reichweite von 1000 KM wieder aufzuladen werde ich mir wohl direkt in der Nähe ein Zimmer nehmen können.
    Und da haben wir uns noch nicht einmal der fehlenden Infrastruktur gewidmet.
    Nein, wenn nicht plötzlich ein unglaublicher technischer Fortschritt, ach was Fortschritt, ein technischer Weitsprung passiert, ist für mich das E-Auto eine Totgeburt.


  • Bipolare Batterien? Auch meine Walkman- Batterien in den 80ern und die Flachbatterien, die die Puppenstube meiner Schwestern in den 70ern erleuchteten hatten zwei Pole: einen Pluspol und einen Minuspol - waren also auch schon "bipolar". Was ist jetzt daran neu?


  • Endlich zeigt auch Deutschland, dass es was kann. Ich dachte schon, der Markt soll den Asiaten und Amerikanern überlassen werden. Bis jetzt hat die deutsche Automobilindustrie nichts auf den E-Auto-Markt gebracht, was Sinn macht und bezahlbar ist, dafür aber Milliarden an Förderungen für Forschung und Enwicklung verbraten, und als steuermindernde Ausgaben abgesetzt.


    • Gar nichts zeigt Deutschland. Ach doch, die zeigen, dass die noch nicht mal das Problem erkennen. Reichweite? Pffft! Siehe drei Kommentare weiter oben.


  • bipolare Batterien....hoffentlich auch für Smartphones.


  • Was soll dieser Schwachsinn, dass Hersteller wie Tesla eigene Ladestationen errichten, wie soll das in Zukunft aussehen? Stehen da an den Tankstellen markenspezifische Säulen für jeden Typ? Dumm nur, wenn man dann als VW Fahrer zum Laden eine Übernachtung buchen muss und andere Säulen leer herumstehen (habe zwar schon eine Menge Tesla Säulen gesehen bloß noch nie einen Tesla dran).
    Mir kommt so ein Stromer nicht ins Haus, solange man noch anders vorwärts kommt.


    • Gut, Problem erkannt (teilweise) Denn zusätzlich muss man die langen Ladezeiten sehen.
      Besonders, wenn viele E-Autos unterwegs sind und die Ladestationen eben nicht mehr frei sind. Da schei... ich auf die Reichweite.


  • Unerwähntes Problem: Die starke Hitzentwicklung beim Schnellladen und beim sehr hohen Verbrauch.
    Normale Zellbatterien haben den kleinen aber entscheidenden Vorteil, dass sie durch ihre Ummantelung gut die Wärme ableiten können. Und der Platz dazwischen sorgt zudem für keinen Hitzestau.
    Wenn nun Anoden und Kathoden dicht an dicht liegen, muss ja irgendwie elegant die Hitze abgeführt werden können. Oder man darf diesen Batterietyp dann nur schwach belasten.


  • Wenn diese Batterien nicht einwandfrei arbeiten, spricht man dann von einer bipolaren Störung?


  • Also Da habe ich jetzt doch einige Fragen. die Kapazität der Akkus und damit die Reichweite sind soweit ich weis nicht der Einzige Kritikpunkt bezüglich der Akkus bei E-Autos:
    - Wie sieht es mit geeigneten Ladestationen aus? wie dicht sind die inzwischen vorhanden?
    - Wie schnell können diese Akkus geladen werden? Benziner und Diesel sind ja in wenigen Minuten betankt, E-Autos bisher nicht.
    - Wie sieht es mit der Brandgefahr aus? Ich habe vor kurzem von einem Feuerwehreinsatz gehört, bei dem ein Auto-Transporter gebrannt hat und die Feuerwehr den Brand nicht Löschen konnte, sondern nur die Umgebung schützen. Grund: die Brennenden Akkus, die Ladung des Auto-Transporters waren nämlich E-Autos.

    Sarah


    • 1. Ladestationen: Valider Punkt aber es wird besser, Teslas hat schon ein Netz für fernfahrten in Europa für Eigenheimbesitzer (~15 mio Einfamilienhäsuer in D) ist zu Hause Laden im alltäglichen möglich ( Ja es gibt Leute die 500 km an Tag fahren, aber die Regel sind die nicht), Für Leute in der Innenstadt ein echtes Problem und für nicht Teslas im Moment auf Langstrecke auch
      2. Tankdauer - hängt vom Nutzungsprofil ab, Pendler (die mit Eigenheim im Speckgürtel) der täglich zwischen 50-100 km fährt kann vermutlich über Nacht an der Hauhaltssteckdose locker aufladen oder ggf. mit Wallbox wenns schneller gehen soll.
      (Überhaupt kein Tanken mehr sozusagen). Langstrecke ? Tesla 40 min; oder im Moment mit viel Planung
      3. Brandgefahr: Ja, aber Benzin ist auch brennbar und kann im Falle eines Unfalls in Flammen aufgehen, übrigens auch oft bevor die Feuerweher das ist. Ansonsten erfordert es Training und das richtige Equipment. Das zusätzliche Risiko durch die Batterier gegenüber einem Verbrenner dürft gegenüber dem Gesammtrisiko der Teilnahmen am Straßenverkerkhr gering sein.


      • Benzin ist nicht brennbar! Die Dämpfe schon. Ein kleiner aber nicht unwesentlicher Unterschied.


      • A. K.
        • Mod
        vor 2 Wochen Link zum Kommentar

        "Das zusätzliche Risiko durch die Batterier gegenüber einem Verbrenner dürft gegenüber dem Gesammtrisiko der Teilnahmen am Straßenverkerkhr gering sein."

        Ich will keine Panik machen aber mich würde interessieren, wie du zu der These kommst. Rein Subjektiv und gemessen daran, dass deutlich mehr Verbrenner als E Fahrzeuge auf öffentlichen Straßen unterwegs sind, hört man doch relativ häufig vom Akkubrand, und das nicht nur nach einem Unfall.


      • Laut Chemieunterricht sind immer nur die Dämpfe die brennen. Das betrifft nicht nur ffussiges Benzin. Auch feste Stoffe z.B. Holz, Kohle.


      • Ist zugegeben ein Mutmaßung zu der Zahlen schwer zu finden sind, aber basierend auf folgender logik:
        1: Die meisten Verkeherstoten entstehen durch die Kollision (Landstraße, Autobahn) und ein kleinerer Teil weil das Auto Feuer fängt
        2: Gehen wir davon aus das Risiko das bei einem Unfall ein Feuer entseht bei Batterie und Bernzin ähnlich ist. In diesem Zusammenhang ist es vermutlich ähnlich tödlich da man sich in der Regel nur durch verlassen des Autos retten kann. Laut DEKRA ist die Brandentwicklung bei einer Batterie sogar langsamer. Hinzukommt das der Benzintank wesentlich weniger stark geschützt ist als eine Batterie.
        3: Bleiben noch die Fäller die u.U. durch Produktionsfehler entstehen können oder wo es wirklich doof läuft

        Gehen wir davon das 1. 70-80 % und zusammen mit 2. weit über 95 % der Todesursachen ausmachen bleibt die nicht viel zusätzliches Risiko.

        Zum den Wahrnehmungsaspekt in den Medien: Autounfall mit Toten und Fahrzeug ausgebrannt --> lokalteil der Zeitung. E-Auto Batterie abgebrannt SPON bis Androidpit weil Schlagzeile da Neu.


      • "Das zusätzliche Risiko durch die Batterier gegenüber einem Verbrenner dürft gegenüber dem Gesammtrisiko der Teilnahmen am Straßenverkehr gering sein."
        Also die Feuerwehr hat bei dem Bericht den ich mitbekommen habe damals auch gesagt, dass der Brandt so schnell gehen würde, das Insassen keine Chance hätten rechtzeitig raus zu kommen, bei Benzinern und Diesel ist das aber möglich, daher: höheres Risiko. Ich weis nicht ob die hier erwähnte Technologie da Abhilfe schaffen kann dass war aber genau meine Frage, aber vor einigen Tagen gab es hier auf AP auch einen Artikel über Festkörperakkumulatoren. Die haben glaube ich ein geringeres Risiko als Benzin oder Diesel, sind aber noch nicht so weit in E-Autos einsetzbar zu sein.

        " ( Ja es gibt Leute die 500 km an Tag fahren, aber die Regel sind die nicht)," genau die haben aber das nachsehen wenn die Verbrennungsmotoren nicht mehr so weit verbreitet sind, Sie aber noch darauf setzen, denn dann werden deren Tankstellen selten. Und irgendwann werden nicht nur die Diesel sondern auch die Benziner aus den Städten Verbannt. Bis dahin muss es eine Lösung auch für diese Personen geben. Ausserdem kenne ich viele, die z.B von Offenburg in der Ortenau nach Karlsruhe, Baden-Württemberg zur Arbeit fahren. Das ist keine Kurzstrecke. Und nicht jeder kann zu Hause das E-Auto laden. Was machst du wenn du in einem Wohnblock mitten in ner Altstadt wohnst, dein Parkplatz ist am Stassenrand, kein Hof auf dem du Parkst oder gar eine Garage mit Passender Steckdose? Da sind einfach noch sehr viele Fragen offen auf die selbst die Politiker und die E-Auto-Hersteller noch keine Antwort haben.


      • Da ich die Prüfberichte der DEKRA vs Feuerwehr nicht kenne und Einzelfälle mal ausgenommmen stellen wir das mal hinten an. Gehen wir davon aus das es ein erhöhtes Risiko gibt. Da dies aber durch einen entsprechend Schutz den die Batterien in Autos haben nur bei schweren Unfällen eine Rolle spielt ist die wahrscheinlichkeit A die Kollision zu überleben eh schon gering und B die Möglichkeit sich selbst zu befreien vermutlich stark eingeschränkt. Das hieße selbst wenn es in der Brandentwicklung länger dauert kommst du vermutlich nicht raus. Die Fälle wo doch sind wenige worduch das zusätzliche Risiko dann gemessen am Gesammtrisiko eher als gering einzuschätzen ist.

        Wenn du z.b. in Heidelberg in der Altstadt wohnst hast du überhaupt Glück nen Parkplatz zu finden. Ich kenne genug Leute die dann die öffis nehmen weil sie gerade nen guten Parkplatz haben. Da stellt sich dann auch die Frage nach der Sinnhaftigkeit eine eigenen Autos. Selbst wenn E-mobilität 50% ausmachen sollte gibts auf Jahrzehnte genug Tankstellen. Und bei der Verbannung aus Städten hängt es stark von deren Größe ab. In Berlin brauchst du kein Auto. Da wäre ein Ausbau von Park and Ride für Pendler sinnvoll für Pendler. Die Frage ist dann eher ob Innenstädte für Privat PKW irgenwann gesperrt werden


    • Meines Wissens nach sind schon viel mehr Benzinautos abgebrannt als E-Autos ;-)

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