Die Batterietechnologie hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt und ihre Auswirkungen auf den Automobilbereich sind enorm. Mit immer höheren Reichenweiten und schnelleren und zuverlässigeren Ladezeiten haben sich Elektrofahrzeuge bereits jetzt, über zehn Jahre vor dem geplanten Produktions- und Verkaufstop von Verbrennungsmotorfahrzeugen im Jahr 2035, zu beliebten und umweltfreundlichen Alternativen entwickelt.  Welche neuen Entwicklungsschritte gibt es in ihrer Technologie und wie werden sie die nähere Zukunft des Automobils beeinflussen?

Die Lithium-Ionen-Technologie

Die Lithium-Ionen-Technologie ist derzeit die am weiteren verbreitete Batterietechnologie für Elektrofahrzeuge. Sie besteht aus Lithium-Ionen, die zwischen einer positiven und negativen Elektrode hin- und herwandern und durch ihre konstanten Bewegungen elektrische Energie produzieren, die mithilfe eines chemischen Prozesses gespeichert wird. Die meisten neusten Entwicklungen konzentrieren sich weiterhin auf die Verbesserung der Leistung und Lebensdauer der Batterien, um sie nicht nur immer massentauglicher, sondern auch immer bequemer in ihrer Nutzung machen zu können. Ein großer Schritt war der Umschwung von dem zuvor verwendeten Graphit hin zu Silizium – ein Material, das wesentlich mehr Ionen aufnehmen kann; ein riesiger Schritt zur Leistungsverbesserung der gesamten Batterie – und als Ergebnis eine wesentlich höhere Reichweite der mit ihnen versorgten Fahrzeuge. Eine Optimierung der Elektrolyten-Flüssigkeit in den Batterien sorgt außerdem für erhöhte Lebensdauer und reduziert das Risiko von Sicherheitsproblemen.

In den letzten Jahren sind sie allerdings Teil eines größeren Problems geworden, das die Entwicklung der Elektroautos in den kommenden Jahren zu einem dramatischen Halt bringen kann: dem Mangel an Lithium und alternativen Ressourcen des Nickel-Imports. Die Gewinnung von Lithium ist bereits jetzt knapp und mit der nicht nur erhöhten, sondern exponentiell steigenden Nachfrage nach elektronischen Fahrzeugen droht ein kritischer Engpass. Im Jahre 2020 wurden 82.000 Tonnen Lithium produziert – laut Experten werden je nach Szenario in den nächsten Jahren zwischen 316.000 und 550.000 Tonnen pro Jahr benötigt. Eine momentan noch schier unüberwindbare Diskrepanz. „Selbst wenn alle aktuell geplanten und im Bau befindlichen Projekte im Zeitplan umgesetzt werden und wir von einem mittleren Nachfragewachstum ausgehen, werden wir nicht genug Lithium haben, um die weltweite Nachfrage 2030 zu decken“, so Michael Schmidt von der BGR in einem Interview mit dem Handelsblatt. 

Alternative Batterietechnologien

Eine mögliche Lösung ist die Erforschung von alternativen Batterietechnologien. Obwohl die Lithium-Ionen-Batterie, die derzeit am weitesten verbreitete Batterietechnologie ist, gibt es bereits vielversprechende Optionen. Eine dieser Varianten ist die Festkörperbatterie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien haben diese keine flüssigen, sondern lediglich feste Elektrolyten – was für eine höhere Energiedichte und eine längere Lebensdauer sorgt. Brennstoffzellen-Batterien sind eine weitere Idee in Entwicklung. Brennstoffzellen wandeln Wasser in Elektrizität um – ohne das Erzeugen schädlicher Emissionen. Sie brillieren außerdem durch eine sehr reduzierte Betankungszeit. Der Nachteil? Beides sind vielversprechende Alternativen, sind allerdings momentan noch zu teuer und erfordern einen zu hohen technischen Aufwand, um sich auf dem Markt fest etablieren zu können.

Die Entwicklung von Alternativen, weg von Lithium und Nickel – einem weiteren Rohstoff, der momentan zu 75% aus Russland importiert wird. Seit dem Beginn des Ukraine-Kriegs wird verzweifelt versucht, alternative Bezugsquellen zu etablieren. Die Verwendung von neuen Batterietypen die keine dieser Rohstoffe mehr benutzt wird kritischer denn je und der Batteriemarkt ist in Aufruhr. Vor allem in China gewinnen sogenannte LFP-Batterien (Lithium-Eisenphosphat) große Marktanteile. Tesla und auch Mercedes haben bereits oder wollen in naher Zukunft ihre Modelle auf dessen Nutzung auslegen.

Optimierung der Batterienutzung

Auch wenn die Deutschen den Elektroautos noch ein wenig kritisch gegenüberstehen: Wer jetzt schon elektrisch fährt tut gut daran, seine Batterie bestmöglich zu optimieren, um auf eine lange Lebensdauer setzen zu können und – hoffentlich – einem Engpass was Reparatur oder Ersatz angeht, zu entgehen. Regelmäßige Wartungen sind ein Muss. Die meisten Autos besitzen ein Batteriemanagementsystem, das den Zustand der Batterie überwacht. Strommessgeräte können den Stromverbrauch messen und so auch manuelles Feedback geben. Vermeiden Sie auch extreme Temperaturen. Eine zu hohe, aber auch zu niedrige Temperatur können die Ladekapazität und Lebensdauer der sehr empfindlichen Batterien reduzieren. Im Idealfall sollte das Auto nicht im direkten Sonnenlicht geparkt werden. Es ist außerdem besser, die Batterie des Elektroautos regemäßig aufzuladen, anstelle dass sie bis zum Rand entladen und erst dann wieder aufgeladen wird. Regeneratives Bremsen – die meisten Elektrofahrzeuge besitzen diese Funktion mittlerweile – schont die Batterie zusätzlich zur Rückgewinnung von kinetischer Energie. Werden Klimaanlage oder Heizung zudem nur dann eingeschaltet, wenn es wirklich notwendig ist, kann Energieverbrauch zudem noch optimal reduziert werden.