Warum Festkörperbatterien als Schlüsseltechnologie gelten
Im Vergleich zu den aktuell genutzten Lithium-Ionen-Batterien bieten Festkörperbatterien zahlreiche Vorteile. Sie sollen kompakter, leichter und robuster sein sowie schneller geladen werden können. Zudem verwenden sie Materialien, die leichter verfügbar sind und ein geringeres Brandrisiko darstellen. Honda plant, mit der neuen Technologie bis zur zweiten Hälfte der 2020er-Jahre serienreife Batterien zu produzieren, die folgende Vorteile bieten sollen:
- Größenreduktion um 50 %
- Gewichtsersparnis von 35 %
- Kostenreduktion um 25 %
Langfristig – bis 2040 – rechnet Honda damit, die Batterien um 60 % kleiner, 45 % leichter und 40 % günstiger zu machen. Diese Fortschritte könnten entweder deutlich leichtere E-Fahrzeuge oder eine Verdopplung der Reichweite ermöglichen.
Produktionsanlage als Demonstrationsprojekt
Die Anlage in Sakura ist zwar aktuell nur ein Demonstrationsprojekt, doch die verwendete Ausrüstung entspricht bereits industriellen Standards. Damit könnte die Serienproduktion nach Abschluss der Testphase zügig gestartet werden.
Die Funktionsweise von Festkörperbatterien
Der wesentliche Unterschied zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien liegt im Elektrolyt: Statt einer flüssigen Lösung kommt ein festes Material zum Einsatz. Bei Lithium-Ionen-Batterien wird ein flüssiger Elektrolyt aus Lithiumsalzen in einem organischen Lösungsmittel verwendet. Dieser ermöglicht zwar den Ionentransfer zwischen den Elektroden, bringt jedoch auch Nachteile mit sich:
- Brandrisiko: Der flüssige Elektrolyt ist brennbar. Bei internen Kurzschlüssen oder Überhitzung kann es zu schwer löschbaren Bränden kommen, da Sauerstoff freigesetzt wird.
- Aufwändige Schutzmaßnahmen: Um das Risiko zu minimieren, sind schwere Schutzgehäuse erforderlich, die zusätzliches Gewicht verursachen.
Festkörperbatterien verzichten auf flüssige Bestandteile und kommen ohne einen separaten Separator aus, da die festen Elektrolyte den direkten Kontakt der Elektroden verhindern. Dadurch werden die Batterien kompakter, leichter und unempfindlicher gegenüber hohen Temperaturen.
Vorteile für Elektro-Motorräder
Keiji Otsu, Präsident und Geschäftsführer von Honda R&D, erläutert: „Im Vergleich zu flüssigen Elektrolyten ist der feste Elektrolyt chemisch stabiler. Das ermöglicht die Verwendung von hochkapazitiven Materialien wie Lithium-Metall, die in flüssigen Lithium-Ionen-Batterien nicht einsetzbar wären.“ Zudem betont er, dass Festkörperbatterien in hohen Temperaturen – bis zu 80°C – stabil bleiben und ein deutlich geringeres Brandrisiko aufweisen.
E-Motorräder könnten von dieser Technologie noch stärker profitieren als E-Autos. Da bei Motorrädern das Batteriegewicht im Verhältnis zur Gesamtmasse des Fahrzeugs höher ist, könnten die Gewichtseinsparungen deutliche Auswirkungen auf das Handling und die Reichweite haben. Mit sinkenden Produktionskosten könnte Honda den Markt entscheidend verändern und elektrische Motorräder in eine neue Position gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotor-Modellen bringen.
Fazit
Hondas Pilotprojekt für Festkörperbatterien könnte die Entwicklung der E-Mobilität beschleunigen. Besonders für Elektro-Motorräder ergeben sich vielversprechende Perspektiven, da sowohl das Gewicht als auch die Kosten der Batterien erheblich sinken könnten. Sollte die Technologie wie geplant bis Ende des Jahrzehnts marktreif sein, könnten E-Bikes einen großen Schritt hin zur Alltagstauglichkeit machen.
