Panasonic: Lithium-Metall-Akku soll etwa 2027 fertig sein

Der japanische Batteriehersteller Panasonic arbeitet an Lithium-Metall-Akku, berichtet Reuters unter Berufung auf einen nicht genannten Panasonic-Experten, der am gestrigen Donnerstag mit Reportern sprach. In rund zwei Jahren, also etwa 2027, könnten die Zellen für mehr Reichweite bei Elektroautos sorgen. Das dürfte besonders für Tesla interessant sein, denn die Firma von Elon Musk arbeitet seit Jahren mit Panasonic zusammen. 

Die neue Technik soll die Speicherkapazität um 25 Prozent erhöhen, so Panasonic. Damit würde sich die maximale Reichweite des Tesla Model Y RWD Long Range von derzeit 622 auf über 750 km erhöhen. Aber auch der Lucid Gravity nutzt Panasonic-Zellen, wie der japanische Hersteller im Januar meldete.

Außer für mehr Reichweite könnte die höhere Energiedichte auch für kleinere Batterien genutzt werden; dafür könnten dann Gewicht und Preis sinken. Panasonic will mit der Technologie nach eigenen Angaben auch Nickel einsparen. Denn das an der Kathode von NMC-Zellen eingesetzte Metall ist teuer. Bisher gilt es aber als probates Mittel für eine hohe Energiedichte.

Während herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus meist Graphit als Anode verwenden, wird beim Lithium-Metall-Akku reines Lithium-Metall genutzt. Vorteil: Lithium steht in der elektrochemischen Spannungsreihe (Wikipedia) mit einem Wert von -3,04 Volt ganz unten. Mit der gleichen Kathode verbunden, liefert deshalb Lithium mehr Spannung als eine Graphit-Anode. So kann eine solche Zelle auch mehr Energie speichern. 

Allerdings hat Graphit gegenüber Lithium zwei Vorteile: Es ist leichter und es kann dank seiner Schichtstruktur Lithiumionen aufnehmen, ohne dass sich das Volumen stark ändert. Um den Gewichtsnachteil von Lithium auszugleichen, wird nur ein Stromsammler eingebaut, also im Prinzip ein Metallstreifen, der die Ladung abführt. Erst beim Laden der Zelle wächst darauf eine Lithiumschicht an. Deswegen nennt man Lithium-Metall-Zellen auch anodenfreie Zellen. Die Vermeidung von Passivmaterial an der Anode führt zu einer höheren Energiedichte. 

An einer Lithium-Metall-Batterie arbeiten unter anderem auch der VW-Partner Quantumscape sowie Solid Power und SES. Diese für Festkörperbatterien bekannten Unternehmen nutzen die Technologie zusammen mit festen oder gelartige Elektrolyten. Denn metallisches Lithium ist hochreaktiv und verträgt sich nur mit wenigen flüssigen Elektrolyten. Wenn Flüssigelektrolyte eingesetzt werden sollen, kommen nur aprotische Stoffe infrage, also solche, die keine Protonen abspalten, zum Beispiel Ethylencarbonat. Ob Panasonic flüssige oder feste Elektrolyte verwenden will, wurde nicht mitgeteilt.

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Unter dem Strich

Ach ja, die liebe Batteriefrage: Ankündigungen von Akkus für mehr Reichweite gibt es viele, was davon wirklich in Elektroautos eingesetzt wird, bleibt eigentlich fast immer offen. Um die Energiedichte zu steigern, gibt es verschiedene Ansätze: Man kann zum Beispiel NMC-Kathoden mit mehr Nickel nutzen, die Graphit-Anode mit Siliciumanteilen "pimpen" oder eine Lithium-Metall-Zelle verwenden.

Einen Lithium-Metall-Akku kündigt nun Panasonic an, was besonders publikumswirksam ist, weil das ein Tesla-Zulieferer ist. Allerdings hält sich Panasonic mit Informationen noch sehr zurück. Insbesondere fehlt ein Hinweis, ob ein fester oder ein flüssiger Elektrolyt verwendet wird.