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Hyundai kooperiert bei Festkörperbatterie mit Factorial Energy

Das US-Startup hat im April die bisher größte Festkörperbatterie-Zelle vorgestellt

Hyundai/Kia kooperiert mit Festkörperbatterie-Startup Factorial Energy

Stefan Leichsenring Stefan Leichsenring

Von: Stefan Leichsenring

29. Okt. 2021 um 09:41 Uhr

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Die Festkörperbatterie ist so etwas wie der Heilige Gral der Batterieforscher. Von vielen wird sie als die Lösung aller Reichweiten- und Schnellade-Probleme angesehen. Neben QuantumScape, Solid Power und SES gehört Factorial Energy zu den wichtigsten Playern auf diesem Gebiet. Mit diesem US-Startup will künftig Hyundai/Kia kooperieren. Das gaben die frischgebackenen Partner nun offiziell bekannt.

Die Vereinbarung sieht die gemeinsame Entwicklung der Batterie und die Kooperation bei der Integration in die E-Autos vor. Sie umfasst zudem ein Investment von Hyundai/Kia in das US-amerikanische Startup-Unternehmen.

Die Festkörperbatterie-Technik von Factorial firmiert unter der passenden Bezeichnung FEST (Factorial Electrolyte System Technology). Im April wurde bereits eine Zelle mit 40 Amperestunden Speicherkapazität produziert (unser Titelbild). Diese Zelle ist die größte Festkörper-Batteriezelle, die bisher hergestellt wurde. 40 Ah entsprechen bei einer Spannung von 400 Volt schon 16 kWh. Die Technik soll bei Raumtemperatur funktionieren und 460 Lade-Entlade-Zyklen schaffen, bevor die Speicherkapazität unter 80 Prozent fällt.

Die Energiedichte der im April präsentierten Zelle lag bei 350 Wattstunden pro Kilo. Diese Energiedichte ist nicht wesentlich größer als bei heutigen Tesla-Fahrzeugen, die laut Bloomberg auf 300 Wh/kg kommen. Im Vergleich zu anderen Festkörperbatterien ist sie aber wohl sicherer und einfacher herzustellen als die von VW-Partner QuantumScape und von Solid Power. Bei Energiedichte, Schnelladeeigenschaften und Zyklenfestigkeit ist Factorial aber nicht unbedingt an der Spitze.

FEST soll sicherer als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus mit flüssigem Elektrolyten sein. Zudem soll die Reichweite um 20 bis 50 Prozent steigen. Die Technologie soll zudem "Drop-in-kompatibel" sein, das heißt, herkömmliche Batterien können leicht durch FEST-Akkus ersetzt werden. Außerdem soll der Akku in den meisten heutigen Produktionsanlagen gefertigt werden können.

Bei Festkörperbatterien wird der flüssige Elektrolyt (der wegen seiner Brennbarkeit ein Sicherheitsproblem darstellt) durch einen Feststoff ersetzt. Damit können auch chemisch sehr reaktive Materialien wie Lithium für die Anode verwendet werden – damit wird die Lithium-Metall-Batterie möglich, die deutlich höhere Energiedichten verspricht als aktuelle Zellen mit Graphit-Anode.

Factorial hat noch keine Einzelheiten über den Aufbau seiner Festkörper-Zelle bekannt gegeben. QuantumScape verwendet eine Keramik als Festkörper-Elektrolyten. Die Zelle hat vor dem ersten Aufladen nur einen negativ geladenen elektrischen Kontakt. An diesem bildet sich die Anode während des Aufladens – aus den Lithium-Ionen, die sich dort als ungeladenes Metall abscheiden.

Solid Power setzt dagegen einen sulfidischen Festkörperelektrolyten ein. Als Anodenmaterialien soll offenbar zunächst das unproblematischere Silicium zum Einsatz kommen, später aber Lithium (für eine höhere Energiedichte). Der sulfidische Elektrolyt ist allerdings sehr feuchtigkeitsempfindlich, wie es in einem Übersichtsartikel von Chemical & Engineering News (c&en) heißt.

Ein weiterer Player ist SES (SolidEnergy Systems). In dieses Unternehmen hat Hyundai erst im Juli 100 Millionen Dollar investiert, wie Reuters damals meldete. Auch General Motors kooperiert mit SES und will die Festkörperbatterien in der nächsten Generation von Ultium-Batterien einsetzen. SES setzt eine Lithium-Anode ein, die zum Schutz gegen Dendriten mit einem Kunststoff überzogen ist. Durch eine Separator getrennt, kommt auf der Kathoden-Seite ein Flüssigelektrolyt zum Einsatz, weswegen SES von einer Hybrid-Batterie spricht. Die SES-Technik wird im folgenden Video erklärt:

Mehr zur Festkörperbatterie:

QuantumScape erklärt die Vorteile seiner Festkörperbatterie

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Quelle: Hyundai

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