Batterieforschung: Daran arbeiten Wissenschaftler aktuell

Das und mehr erfahren Sie hier über die Forschung zu Batterietechnologien:

• Volkswagen treibt gemeinsam mit Partnern die Entwicklung und Produktion der Lithium-Ionen-Technologie seit Jahren voran.
• Auch bei der nächsten Generation, der Feststoffbatterie, ist Volkswagen ganz vorne mit dabei.
• Weitere Ansätze für die Zukunft befinden sich noch im Laborstatus.

In modernen Elektroautos ist die Lithium-Ionen-Batterie der Energiespeicher der Wahl. Das Herzstück des Modularen E-Antriebsbaukastens (MEB) beispielsweise, auf dem die ID. Modelle basieren, ist ein System aus zahlreichen Batteriemodulen, crashsicher im Unterboden eingebaut. Jedes Batteriemodul besteht aus zwölf Lithium-Ionen-Akkus mit langer Lebensdauer.

Ein Akku ist aus vier Komponenten aufgebaut: Anode, Kathode, Separator und Elektrolyt. Die namensgebenden Lithium-Ionen befinden sich im Elektrolyten. Wird die Batterie aufgeladen, wandern die Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode und werden dort gespeichert. Dabei wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Wird die Batterie entladen, um etwa den Elektromotor anzutreiben, läuft es andersherum: Die Lithium-Ionen wandern zurück zur Kathode und wandeln die chemische Energie wieder in Strom um.

Gemeinsam mit Partnern treibt Volkswagen die Entwicklung und Produktion der Lithium-Ionen-Technologie seit Jahren voran: Bis 2030 werden insgesamt sechs Zellfabriken in Europa in Betrieb genommen.  

Moderne Lithium-Ionen-Batterien bieten eine hohe Energie- und Leistungsdichte. Aber die Entwicklung bleibt nicht stehen. Der aussichtsreichste Kandidat für die nächste Batteriegeneration ist die Feststoffbatterie. Der wesentliche Unterschied zu gängigen Lithium-Ionen-Batterien ist der Elektrolyt: Er ist nicht flüssig, sondern fest. Feststoffbatterien haben eine noch höhere Energiedichte und können schneller geladen werden. Außerdem benötigen sie keinen Kühlkreislauf und können daher kleiner gebaut werden. Auch hier ist Volkswagen ganz vorne mit dabei. Der Konzern ist an QuantumScape beteiligt. Das amerikanische Unternehmen gehört zu den Pionieren im Bereich der Feststoffbatterien. 

Nicht nur beim Elektrolyten von Lithium-Ionen-Batterien suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Ansätze. Aktuell wird am sogenannten Graphen-Akku geforscht. Bei ihm sollen an der Anode einlagige Graphen-Schichten eingesetzt werden, bei einer typischen Lithium-Ionen-Batterie ist sie aus mehrlagigem Kohlenstoff aufgebaut. Graphen ist eine dünne, einlagige Schicht von Kohlenstoffatomen. Genauer gesagt handelt es sich dabei um das dünnste Material weltweit – es ist nur ein Atom dick. Entdeckt wurde es 2004 von den Physikern Konstantin Novoselov und Andre Geim, die für ihre Forschung 2010 den Nobelpreis für Physik erhalten haben.

Graphen ist ein sehr guter Wärme- und Stromleiter, seine Produktion ist aber sehr aufwendig. Die Batterien wären dementsprechend teuer. Und Graphen-Akkus befinden sich nach wie vor im Laborstadium, vom serienreifen Einsatz in Elektroautos ist das Material noch weit entfernt.

Mit ihren verschiedenen Akkukapazitäten sind die ID. Modelle von Volkswagen für jedes Alltagsszenario schon heute bestens geeignet. Überzeugen Sie sich selbst – zum Beispiel bei einer Probefahrt!