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FeststoffzellenakkuNio ET7: Chinesische Limousine startet 2022 mit neuer Batterietechnologie

Der chinesische Elektroautohersteller Nio will für seine neue Limousine ET7 Feststoffzellenakkus verwenden. Marktstart 2022.

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Der Nio ET7 ist 5,09 Meter lang © NIO
 

Wie lange und wie steinig der Weg ist, bis man sich zum Autobauer aufschwingt, illustriert das Auf und Ab des chinesischen Elektroautobauers Nio. Gegründet 2014, hat der Hersteller auf seinem Heimatmarkt inzwischen zwar drei SUV-Modelle (EC6, ES6, ES8) bei den Händlern. Was einen globalen Start angeht, hieß es bisher allerdings: bitte warten.

2021 soll es jetzt aber schließlich doch so weit sein, dass die Chinesen ihre Fühler nach Europa ausstrecken – und diesen großen Schritt unterstreicht die junge Marke mit der Vorstellung eines neuen Modells. Die rund fünf Meter lange Limousine ET7 zielt dabei voll auf Teslas Model S und Porsche Taycan.

Foto © NIO

Die eigentliche Innovation verbirgt sich allerdings unter dem Blechkleid: Der 150-kWh-Akku arbeitet nämlich nach einer neuen Technologie, die sich von den derzeit gebräuchlichen Lithium-Ionen-Speichern unterscheidet. Die Feststoffbatterie soll eine Energiedichte von 360 Wh/kg und Reichweiten von mehr als 1000 Kilometern erreichen. Damit wären die Chinesen ganz vorne dabei – diese Technologie in Serie zu verwenden, hat bislang nur Toyota mit Kooperationspartner Subaru angekündigt.

So funktioniert eine Feststoffbatterie

Was den grundsätzlichen Aufbau anbelangt, ist ein Feststoffakku auch ein Modell, das mit Lithium-Ionen arbeitet. Diese Ionen wandern von Anode zu Kathode und geben dabei Energie ab. Der große Unterschied liegt im Elektrolyt. Jenes Material also, das die zwei Elektroden voneinander trennt und das die Ionen auf dem Weg zur Kathode passieren müssen.

Während dieses Elektrolyt in derzeitigen Batterien flüssig ist, besteht es hier – wie der Name schon verrät – aus einem festen Stoff, was neben dem schnelleren Ionenaustausch auch eine höhere Zyklenfestigkeit ergibt. Außerdem verliert der Akku im Alter keine Leistung und sogar der Abstand zwischen den Elektroden kann verkleinert werden, man spart also auch noch Bauraum.

Von einer Energiedichte von bis zu 460 Wattstunden pro Kilogramm ist die Rede, was einer Verdreifachung im Vergleich zu aktuellen Batterien entsprechen würde. Vor allem aber ist der neue Stromspeicher deutlich kälteresistenter, da kein flüssiges Material mehr zäh werden kann, was den Ionenaustausch erschwert und die Reichweite des E-Autos bei Minus-Temperaturen sinken lässt.

Ganz ohne Nachteile ist diese Bauart natürlich nicht. Allen voran der hohe Widerstand an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt. Dieser liegt bei 200 bis 2000 Ohm und macht sich vor allem dann bemerkbar, wenn in kurzer Zeit hohe Ladungen verschoben werden sollen. Sprich: beim Schnellladen oder hohem Stromverbrauch. Dennoch ist Forschern an der TU Graz, die auch an Toyotas Akku-Typ mitentwickelt haben, mit LiTi2(PS4)3, einem Lithium-Titanthiophosphat (LTPS), ein großer Durchbruch gelungen. „Die Lithium-Ionen suchen mehr oder weniger ‚verzweifelt‘ einen geeigneten Platz und bewegen sich dabei sehr rasch durch die kristallografische Struktur von LTPS. Genau diese hohe Ionenbeweglichkeit wollen wir in Elektrolytkörpern für Feststoffbatterien haben“, sagt Martin Wilkening vom Institut für Chemische Technologie von Materialien der TU Graz und Leiter des ebendort angesiedelten Christian Doppler Labors für Lithium-Batterien.

Davon abgesehen sind „konventionelle“ Batterien mit 70 und 100 kWh (500 bis 700 km Reichweite) in der Ziehung, die je einen Elektromotor an der Vorder- und Hinterachse mit einer Systemleistung von maximal 480 kW und 850 Newtonmetern Drehmoment antreiben. Der ET7 ist demnach ausschließlich als Allradler unterwegs.

Foto © NIO

Zudem bringt Nio ein altbekanntes Thema wieder ins Spiel - den Batteriewechsel. Dazu sollen bis Ende 2021 500 Stationen in ganz China aus dem Boden sprießen, in die man hineinfährt wie in eine Waschanlage und mit einem Klick vom Innenraum aus den Tausch gegen einen vollgeladenen Akku initiiert.

Kommentare (8)
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petera
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Bei 1000km Reichweite braucht

keiner mehr Wechselakkus.

Ich wäre ja froh wenn es schon ein günstiges Familieauto mit 300 km Reichweite I'm Winter gibt.

Mezgolits
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... mit einer Systemleistung von maximal 480 kW ...

Vielen Dank und für mich ganz klar, wer sich dieses
extrem unwirtschaftliche Auto kaufen wird. Erf. StM

Carlo62
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200 bis 2.000 Ohm?

Wenn, dann Milliohm!

scionescio
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Nachdem ja schon Elon Musk das Blaue vom Himmel verspricht ("Ende 2020 werden alle Teslas als autonome Robotaxis Geld für ihre Besitzer verdienen") um seine Investoren bei Laune und den Börsenkurs hoch zu halten, bleibt für die anderen Firmen bei fantastischen Ankündigungen nicht mehr viel Luft nach oben ...

... Dyson (der mit der jahrelangen Akkuerfahrung aus seinen Akkusaugern) hat das auch versucht und dann aufgegeben, weil es nicht funktioniert hat und auch viel zu teuer gewesen wäre.
Nicht funktioniert, weil sich bei Festkörperakkus Lithium-Äste, sogenannte Dendriten, bilden, die dann irgendwann zu einem Kurzschluss führen (das ist auch der Grund, warum man flüssige Elektrolyte bevorzugt) - die Gewährleistungskosten für die Hersteller wären enorm. Die schlechte Schnellladefähigkeit/Spitzenstromabgabe wurde im Artikel schon erwähnt und dazu kommt, dass man sogar noch mehr Lithium (ca. 20%) benötigt als bei den aktuellen Zellen dh. die sauteuren Akkupacks würden noch einmal teurer.
Die Schnapsidee mit dem Akkutausch braucht man eigentlich gar nicht näher kommentieren: klingt natürlich gut, aber wenn man sich nur überlegt, welche Logistik erforderlich ist, um ein Akkupack von mehr als einer halben Tonne aus einem Lager (wie groß muss das sein, wenn man von der Frequenz einer herkömmlichen Tankstelle ausgeht?) zu holen und dann noch in ein Auto zu stecken. Dazu kommt, dass ich mit einem nagelneuen Akku hinkomme und dann plötzlich mit einem 5 Jahre alten Akku wegfahre ... Da die Automobilindustrie kein Interesse an einem genormten Akku hat, ist diese Idee zum Scheitern verurteilt - man stelle sich vor, dass VW sich entschließt, für den Golf eine spezielle Tanköffnung zu konstruieren, in die nur ein VW Zapfhahn passt - wer würde sich das kaufen?

Bertram Gloeckner
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@Tzitzi

Na endlich hast deinen Lieblingsmenschen wieder erwähnt, wird es nicht langsam langweilig mit deinen ewigen Gschichterl?^^

Mit dem Tauschakku hast du recht, ist kompletter Holler, sowas würde mich auch net interessieren einen fremden Akku zu bekommen, warum auch, die 2-3x im Jahr was man schnell lädt, da bleib ich lieber 20min stehen und behalt meinen eigenen ✌🏻

scionescio
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@Berti: und wie viel verdient dein Model 3 schon als autonomes Robo-Taxi?

Anscheinend reist du nicht gerne, bewegst dich die ganze Zeit nur um dein Eigenheim mit PV herum (wozu hast du dann überhaupt ein Fahrzeug - ein eScooter wäre ja noch billiger?), hast als Schichtarbeiter unheimlich viel Zeit und unnützes Geld und bist als Märchenerzähler sehr kreativ - einfach der repräsentative Durchschnittsmensch ;-)

Bertram Gloeckner
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@Tzitzi

Scheint so als ob die Reichweite des Model 3 vollkommen ausreicht, die PV ist noch nicht am Dach, deshalb lade ich auf deine Kosten an Gratis Ladestationen 😜

Bertram Gloeckner
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@Tzitzi

Und was hat das mit dem Thema vom Akku zu tun?
Natürlich verdiene ich nichts damit, würde "mein" Fahrzeug aber auch nicht freigeben für so eine Scheisse!

Und welches Model S habt ihr in eurem Fuhrpark? Oder hast das immer noch nicht herausgefunden? 😂