Guoxuan erreicht 210 Wh/kg und plant bis zu 260 Wh/kg

Der chinesische Batteriehersteller Guoxuan High-Tech Co Ltd. hat eine neue Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Lithium-Eisenphosphat-Chemie (LFP) vorgestellt, die eine rekordhohe Energiedichte von 210 Wattstunden pro Kilo (Wh/kg) hat.

Dieser Wert liegt gleichauf mit Lithium-Ionen-Zellen vom Typ NCM523 (Nickel-Cobalt-Mangan-Zellen mit LiNi0,5Mn0,3Co0,2O2 als Kathodenmaterial), und ist nicht weit entfernt vom Typ NCM622 (Kathoden-Zusammensetzung LiNi0,6Mn0,2Co0,2O2). Der bisherige Rekord lag bei 200 Wh/kg und wurde 2020 ebenfalls von Guoxuan aufgestellt.

Damit gibt es einen erstaunlichen Fortschritt bei der Energiedichte von LFP-Zellen, denn vor etwa 10 Jahren lag die noch bei der Hälfte (etwa 100 Wh/kg). 2015 wurden dann 140 Wh/kg erreicht.

Der Schlüssel zur Erhöhung der Energiedichte lag im erstmaligen Einsatz von Silizium-Anodenmaterial, der "Industrialisierung der Pre-Lithiation-Technologie" sowie einer selbst entwickelten Hochleistungs-LFP-Kathode.

  • Zelltyp: Pouch-Zelle
  • 176 Wh (55 Amperestunden; 3,2 Volt)
  • Gewicht: 830 Gramm
  • Energiedichte: 212 Wh/kg
  • Kathodenkapazität: 150 Milliamperestunden pro Gramm (mAh/g)
  • Kathodendichte: 2,4 g/cm3

Wir vermuten, dass die Energiedichte auf Packungsebene auf etwa 180 Wh/kg steigen könnte (im Vergleich zu 160 Wh/kg heute).

Die Massenproduktion der neuen Zellen könnte bereits Ende 2021/Anfang 2022 beginnen.

Interessanterweise strebt Guoxuan Energiedichten von 230 Wh/kg in diesem Jahr und 260 Wh/kg im Jahr 2022 an.

 

Eine weitere Neuheit von Guoxuan ist die JTM-Technologie (Jellyroll to Module). Das ist offenbar die Art der Zusammenstellung der Zellen zum kompletten Modul. Als Beispiel zeigte die Firma eine JTM-Batterie als Ersatz für die Blei-Säure-Batterie im Auto, wodurch das Gewicht deutlich sinkt:

  • 256 Wh (20 Ah; 12,8 Volt)
  • halb so groß wie eine Blei-Säure-Batterie
  • Gewicht von 1,75 kg (im Vergleich zu 7 kg bei Blei-Säure-Batterien)
  • Lebensdauer von mehr als 3.000 Wochen (im Vergleich zu 600 Wochen oder 5 Jahren bei Blei-Säure-Batterien)
  • ähnliche Kosten wie bei Blei-Säure-Batterien
 

Guoxuan ist einer der größten chinesischen Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien, wenn auch nicht so groß wie CATL und BYD. VW beteiligte sich im Juni 2020 für 1,1 Milliarden Euro an der Firma und ist seitdem mit einem Anteil von etwa 26 Prozent der größte Einzelaktionär. VW will damit seine Elektroautos auf dem chinesischen Markt bestücken, so Reuters. Dabei ging es aber auch um Zellen mit Kathoden hohen Nickelgehalt, wie InsideEVs USA damals meldete.

Nach den neuesten Daten vom chinesischen "Web Media Researcher" Moneyball lieferte Guoxuan im Jahr 2020 eine Batteriekapazität 3,3 Gigawattstunden (GWh) für "New Energy Vehicles" in China (5,2 Prozent der Gesamtkapazität). CATL lieferte fast 32 GWh (50 Prozent der Gesamtkapazität), während BYD 9,5 GWh lieferte.

Guoxuan plant, seine Produktionskapazität kurzfristig von 13 auf 28 GWh pro Jahr zu erhöhen. Im weiteren Verlauf ist dann eine Steigerung auf 80 GWh bis 2023 und 100 GWh bis 2025 geplant.