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24.01.2023 | Batterie | Im Fokus | Online-Artikel

Das sind die Trends der Batterieindustrie 2023

verfasst von: Christiane Köllner

3:30 Min. Lesedauer
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Mehr Nachhaltigkeit, Sicherheit und Unabhängigkeit: Der Anbieter von Batterie-Analytiksoftware Twaice hat Trendprognosen für die Batterieindustrie 2023 veröffentlicht. Wir haben die Prognosen im Überblick. 

Ob Natrium-Ionen- oder Kobalt-freie Lithium-Ionen-Batterien: Nachhaltigkeit, Sicherheit und Unabhängigkeit sollen laut Software-Anbieter Twaice die Themen für Elektromobilität und Energiespeicher in diesem Jahr sein. Wie dies mit eigenen Produktionsstätten innerhalb Europas verwirklicht werden soll und welche Fragen für die Zukunft der E-Mobilität aufkommen, zeigen die Vorhersagen von Dr. Matthias Simolka, Technical Solution Engineer bei Twaice Technologies für 2023 auf. 

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Hochenergiebatterien nach Lithium-Ion

Wiederaufladbare Batterien mit spezifischen Energien jenseits der 200 Wh kg−1 und herausragenden Leistungsdichten sollen die heutige Lithiumionen-Technologie in den nächsten Jahrzehnten ablösen. Manche Forschungsansätze reichen in die Zeit der Ölkrise in den 1970er und 1980er Jahren zurück. Das Kapitel beschreibt visionäre Konzepte von Metallionen- und Metall-Luft-Batterien, bis hin zu Festkörpertechnologien und Anionen-Batterien.

Hoffnungsträger Natrium-Ionen-Batterien und LMFP-Akkumulatoren

Für Twaice stehen bei der Herstellung von Batterien vor allem die Kosten und Sicherheit im Fokus. Große Hoffnungsträger seien daher Natrium-Ionen-Batterien. Auf Natrium setzen vor allem CATL und BYD, die den Marktstart von Natrium-Ionen-Batterien für 2023 angekündigt haben. Natrium-Ionen seien die Lösung für Anwendungen, die eine geringere Energiedichte und preisgünstigere Batterien (pro kWh) erlauben. Zudem hätten sie den Vorteil, sowohl sicherer zu sein, als auch umweltschonendere Materialien zu nutzen.

Neben Natrium-Ionen gibt es Twaice zufolge auch andere Materialzusammensetzungen, die sich mehr und mehr im Markt durchsetzen oder kurz vor ihrem Durchbruch stehen sollen. Dabei handele es sich zum Beispiel um LMFP-Akkumulatoren (Lithium-Mangan-Eisenphosphat), bei denen traditionelles LFP (Lithium-Eisen-Phosphat) mit einem Zusatz von Mangan verwendet wird. Durch die Zugabe lasse sich die Leistung von Standard-LFP erhöhen. Auf der Anodenseite soll sich der Trend zu einem stetig zunehmenden Siliziumanteil in der ansonsten Graphit-basierten Elektrode weiter fortsetzen.   

Festkörperbatterien ab 2025 möglich

Darüber hinaus üben Festkörper- und Lithium-Metall-Batterien bereits heute Druck auf “Standard”-Batterien aus. Durch den Verzicht auf toxische Lösungsmittel könnten die Festkörperbatterien nachhaltiger hergestellt werden. Einige Pläne für Festkörperbatterien zielen ab 2025 auf eine Markteinführung im großen Maßstab ab. So arbeiten zum Beispiel Volkswagen und Toyota am Aufbau einer Serienproduktion von Festkörperbatterien bis Mitte des Jahrzehnts, wie der Artikel Festkörperbatterien für Elektroautos: Serienproduktion bis 2025? aus der Keramischen Zeitschrift 2-2020 erläutert. „Das würde bedeuten, dass die Erprobung dieser Batterien unter realitätsnahen Bedingungen jetzt zügig beginnen muss. Da die ‚Standard‘-Batterien sich jedoch stetig weiterentwickeln, bleibt abzuwarten, ob Festkörperbatterien überhaupt der Quantensprung gelingt“, betont Simolka. 

Abhängigkeiten reduzieren

Zahlreiche Krisen und Konflikte aus der jüngsten Zeit machen laut Twaice die Notwendigkeit deutlich, sich unabhängig vom Bezug bestimmter Materialien oder Gütern aus Wirtschaftssystemen zu machen, die die politischen Standards in puncto Menschenrechte, Meinungsfreiheit und fairer Handel unterminieren. Auch deshalb werde der Bau vieler neuer Batteriewerke hierzulande angekündigt. So könnte laut aktueller Fraunhofer-Studie Deutschland vor Großbritannien und Frankreich bis 2030 der größte Produzent von Batteriezellen in Europa werden.

Umstellungen auf die zuvor erwähnten Ressourcen-Alternativen wie Natrium und Magnesium seien laut Twaice erste Schritte, um Abhängigkeiten von wenigen Zellherstellern zu reduzieren, da sowohl Bereitstellung als auch Weiterverarbeitung der Materialien in der Nähe der Produktionsstätten stattfinden könne. 

Sicherheit rückt in den Fokus der ÖPNV-Branche

Blickt man auf den öffentlichen Nahverkehr und die Schwerlastmobilität, liege das Hauptaugenmerk dieser Bereiche, so Twaice, auf der Zuverlässigkeit und dem kosteneffizienten Betrieb der Batterien. "Dabei wollen Unternehmen wissen, wie lange die Anlagen genutzt werden können, wann die Erneuerung der Batterien geplant werden muss und wie Batterien weiterverwendet werden können, die aus dem mobilen Erstbetrieb ausscheiden", erklärt Simolka. Allerdings werde das Thema Sicherheit nicht hoch genug priorisiert. Simolka geht aber davon aus, dass Sicherheit in den nächsten Monaten mehr und mehr in den Fokus der ÖPNV-Branche rücken wird. "Das ist auch gut so, denn die Gesamt-Batteriegröße (und damit der Wert des finanziellen Sachguts) in Form von Elektrobusflotten nimmt rapide zu und damit auch die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses für die verschiedenen Akteure auf dem Markt", so der Twaice-Experte.   

Um detaillierte Erkenntnisse über den Zustand von E-Bus-Batterien zu erhalten, liefert die Software von Twaice Batterieanalysen und damit Einblicke in die Batterieperformance und Alterung, wie auch in die verbleibende Kapazität von Batterien in Elektrobussen. Das mache eine intelligentere Investitionsplanung sowie optimierte Betriebs- und Ladestrategien möglich. Zum Beispiel nutzen die Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) im Rahmen einer Testphase das Batterie-Monitoring-System von Accure Battery Intelligence. Damit will die BVG die Zuverlässigkeit und Sicherheit im Betrieb und beim Laden ihrer Elektrobusse erhöhen. 

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