Viele stehen Elektrofahrzeugen noch skeptisch gegenüber. Oft werden dabei neben der Verfügbarkeit von guten Ladestationen die Kapazität und Lebensdauer der Batterie genannt. Denn im Gegensatz zu den Tanks von Verbrennern verliert die Batterie eines Elektrofahrzeuges im Laufe der Zeit Fassungsvermögen. Nicht ohne Grund haben Autohersteller in der Vergangenheit diesen Abfall geregelt und dabei garantiert, dass innerhalb von 8 Jahren oder 160.000 Kilometern die Kapazität der Batterie nicht unter 80 Prozent fällt. Studien zeigen allerdings, dass dieser Kapazitätsabfall in der Realität nur extrem selten auftritt. So belegt etwa eine Studie der Stuttgarter Technologie-Beratungsfirma P3, dass die meisten Elektrofahrzeuge selbst bei 200.000 und 300.000 Kilometern noch mehr als 87 Prozent der anfänglichen Ladeleistung besitzen. Interessant dabei ist, dass der größte Verlust tatsächlich kurz nach Inbetriebnahme zu verzeichnen ist, während der Alterungsprozess der Batterie danach massiv abflacht. Die für die Studie genutzten Elektrofahrzeuge verfügten nach 100.000 Kilometern noch über 90 Prozent ihrer Reichweite, danach sank diese nur sehr langsam.
Kapazität von E-Auto-Batterien nimmt weniger stark ab als erwartet
Die Studie, die unter Straßenbedingungen und nicht im Labor durchgeführt wurde, beweist, dass die Kapazität der Batterie dabei deutlich langlebiger ist, als bisher gedacht. Wie stark diese abnimmt, hängt jedoch auch vom Fahrverhalten ab, etwa wie häufig und wie stark beschleunigt wird. Auch starke Temperaturschwankungen, hohe Ladeleistung und häufiges Voll- oder Entladen beeinträchtigen die Kapazität negativ.
Wie sieht das in der Zukunft aus? Tatsächlich wird in wohl nur wenigen Bereichen so viel geforscht wie an der Optimierung von E-Auto-Batterien. Im Fokus stehen vor allem die Aspekte Lebensdauer, Sicherheit, Leistung und Kosten. Denn desto mehr E-Fahrzeuge verkauft werden, desto wichtiger wird die finanzielle Rentabilität. In den meisten Fällen werden dabei bestehende Lithium-Ionen-Batterien immer weiter verfeinert und verbessert. Gerade bei Gewicht und Effizienz gibt es jedes Jahr deutliche Optimierungen. Daher ist zu erwarten, dass diese Art Batterie noch lange genutzt werden wird – gerade in günstigeren Fahrzeugen.
Experten gehen indes davon aus, dass klassische Lithium-Ionen-Batterien bereits in ein bis zwei Jahren so hergestellt werden können, dass Reichweiten von bis zu 1900 Kilometern mit einer Ladung ermöglicht werden. Auch die Geschwindigkeit des Ladens wird sich deutlich verschnellern. So forschen Unternehmen wie StoreDot oder Tesla an einer neuen Generation von Lithium-Ionen-Akkus, die das Laden von 160 Kilometern Reichweite innerhalb von nur fünf Minuten möglich machen werden. Der weltgrößte Batteriehersteller CATL plant sogar einen Akku, der in 10 Minuten 600 Kilometer möglich machen wird. Damit wird das E-Fahrzeug auch für Vielfahrer deutlich interessanter, da die Ladegeschwindigkeiten damit immer mehr in Reichweite des klassischen Verbrenner-Tankvorgangs rücken.
Feststoffbatterien: viele Vorteile, doch es dauert noch etwas
Der nächste Schritt ist die Feststoffbatterie. Vorne mit dabei ist etwa ProLogium, ein Mercedes Partner aus Taiwan. Das Unternehmen hat eine Festkörperbatterie entwickelt, die als Nachfolger der Lithium-Ionen-Batterie gehandelt wird. Der Festkörper-Akku besteht aus Keramik und Anoden aus Silikon-Komposit. Dadurch entsteht eine Fahrzeugbatterie mit einer mehr als doppelt so hohen Dichte wie aktuelle Modelle. Das bedeutet, dass die Batterie innerhalb von nur 5 Minuten auf eine Kapazität von 300 Kilometern geladen werden kann. Mercedes plant ab 2030 einen serienmäßigen Einbau.
Feststoffbatterien haben viele Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Batterien. Sie benötigen nicht nur weniger Ladezeit, sondern sind auch deutlich leichter, haben eine größere Reichweite und sind weniger anfällig bei Feuer. Durch die Konstruktion sinkt außerdem der Kapazitätsverlust durch Temperaturveränderungen enorm. Viele Unternehmen sind aktuell dabei, in Bereich Feststoffbatterien Pionierarbeit zu leisten. Dazu gehören kleine Unternehmen, aber auch Riesen wie etwa Samsung. Das südkoreanische Unternehmen will seinen Feststoffakku bereits 2027 auf den Markt bringen. Das chinesische Unternehmen Nio konnte in einem Versuch bereits eine Reichweite von 1044 Kilometern mit einer Ladung seines 150kW-Feststoffakkus erreichen – ein Meilenstein. Die Chinesen setzen allerdings aktuell auf eine Hybridbatterie, die Feststoff- und Lithium-Ionen-Batterien kombiniert. Manko: Die Batterie soll bisher nur in China auf den Markt kommen und ist mit 38.000 Euro sehr teuer und deshalb nicht massentauglich.
2025: Entscheidungsjahr für die Elektromobilität
Auch andere Technologien wie etwa Natrium-Ionen-Akkus könnten in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Natrium hat den Vorteil, dass es deutlich günstiger ist als vergleichbare Stoffe. Seltene Erden wie Kobalt, Kupfer oder Nickel werden nicht benötigt. Auch andere Stoffe wie etwa Zink oder Chitin könnten für die Batterieherstellung interessant werden.
Doch was bedeutet all das für ein neues Elektroauto im Jahr 2025? BMW etwa steigert die Reichweite der neuen E-Generation im Schnitt um 30 Prozent und die Ladegeschwindigkeit ebenso. Bei anderen Herstellern von Elektrofahrzeugen sieht es ähnlich aus. 2025 scheint also ein wichtiges Jahr für Elektrofahrzeuge zu werden. Es ist ein weiterer Schritt, um diese als verlässliche Alternative zu Verbrennern zu etablieren.
