Die Aussage sorgt für Staunen: Eine Antriebsbatterie für Elektroautos mit einer Reichweite von 500 Kilometern, die sich so schnell aufladen lässt, wie ein Benziner vollgetankt wird. Der chinesische E-Autobauer BYD will einen solchen Akku entwickelt und bis zur Marktreife gebracht haben. Doch für eine flächendeckende Einführung einer solchen Ladeleistung müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein. Die wichtigsten Antworten zum BYD-Wunder-Akku:
1. Mit welcher Technik erreicht BYD die hohe Ladeleistung?
Der Hersteller stellte vor wenigen Wochen am Hauptsitz in Shenzhen eine neue Fahrzeugplattform namens Super E vor. Als Plattform gilt eine technische Basis wie in früheren Zeiten das Chassis. Heutzutage enthalten Plattformen das Fahrwerk, den Antriebsstrang und die wichtigsten Steuerelemente.
Die Super-E-Plattform ist mit den besonders schnell aufladbaren Batterien bestückt, dazu mit einem Elektromotor, der bis zu 30 000 Umdrehungen pro Minute schaffen soll, sowie neuen Siliziumkarbid-Hochleistungs-Chips, mit denen die elektronische Steuerung der Batterie-Aufladung schneller und präziser vonstattengeht. Die Siliziumkarbid-Chips sind derzeit aber noch deutlich teurer als herkömmliche Chips.
BYD spricht von einem flüssigkeitsgekühlten Megawatt-Ladesystem, verwendet jedoch eine vergleichsweise günstige Zellchemie aus Lithium-Eisenphosphat (LFP). Diese lässt normalerweise geringere Ladegeschwindigkeiten zu als eine Chemie aus Nickel-Mangan-Cobalt (NMC). Zwischen Anode und Kathode verfügt die LFP-Batteriezelle gemäss BYD über ultraschnelle Ionen-Kanäle, die den Widerstand innerhalb der Batterie um 50 Prozent reduzieren sollen.
Der Batterie-Experte Maximilian Fichtner, Leiter der Feststoffchemie am Helmholtz-Institut Ulm, erklärt, warum dies für hohe Ladegeschwindigkeiten wichtig ist: «Je geringer der Innenwiderstand einer Batterie ausfällt, desto weniger Wärme wird beim Beladen erzeugt, wenn der Akku von starken Strömen durchflossen wird.» Dazu sei es notwendig, die Pfade der Ladungsträger im Inneren der Elektrode zu optimieren.
«Dies geschieht üblicherweise durch konstruktive Massnahmen, um die Wege des Stroms kurz zu halten», sagt Fichtner. «Weiter kommen besonders angepasste dünne Schichten zum Einsatz, welche die Körner des Speichermaterials ummanteln und die wie eine Autobahn für Li-Ionen und den elektrischen Strom wirken. Dadurch können die Ladungen schneller ins Speichermaterial transportiert werden.»
Wie BYD die erwähnten Ionen-Kanäle in der Batterie herstellt, behält der Autobauer allerdings vorerst noch für sich.
Zur Unterstützung schneller Ladevorgänge arbeitet an Bord der BYD-Modelle ein Siliziumkarbid-Chip der nächsten Generation, der mit einer Spannung von bis zu 1500 Volt funktioniert. Das gab es bisher noch nicht in der Autoindustrie.
Mit der neuen Fahrzeugplattform soll ein maximaler Ladestrom von 1000 Kilowatt (1 MW) möglich werden, was im Idealfall Ladegeschwindigkeiten von bis zu zwei Kilometern Reichweite pro Sekunde ermöglichen soll. Damit wäre die BYD-Fahrzeugbasis das am schnellsten ladende E-Auto-System auf dem Markt für Grossserien-Stromer.