EV-Experte Sandy Munro: Festkörperbatterien sind der „Todeskuss“ für Benzinautos

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„Teardown Titan“ Sandy Munro ging viral, weil er bestimmte Aspekte der frühen Teslas kritisierte, die er abgerissen hatte, wobei einige dieser Kritiken möglicherweise dazu beitragen könnten, die heute verwendeten Gigacastings zu inspirieren. In jüngerer Zeit hat er keinen Hehl aus seiner Bewunderung für die Batterie- und Wechselrichtertechnologie von Tesla gemacht, insbesondere im Vergleich zu den unzähligen anderen Elektrofahrzeugen, die sein Unternehmen zur Analyse zerlegt hat. Sandy teilte den Teilnehmern des SAE-Weltkongresses 2023 kürzlich seine Gedanken zum Zustand der Elektrofahrzeug- und Batterietechnologiebranche mit, und unser Chef-Nerd des Detroit-Büros war dort und machte sich Notizen.

Munro & Associates hat alle heute auf dem Markt erhältlichen Lithium-Ionen-Akkus analysiert und erklärt den 4680 zum besten seiner aktuellen Klasse. Basierend auf Patenten, die Tesla vom kanadischen Startup Springpower (für 3 US-Dollar!) erworben hat, bleibt die Chemie NMC mit einer Graphitanode, aber ein neuartiges Trockenelektroden-Herstellungsverfahren trug dazu bei, den Produktionsaufwand auf ein Drittel zu reduzieren.

Im Vergleich zu den 2170-Zellen, die es ersetzt, bietet es die sechsfache Leistung, die fünffache Energie und erhöht die Reichweite um 16 Prozent.

Der Elektrolyt der Tesla 4680-Batterie gilt nicht als Festkörperbatterie, aber es mag Sie (wie auch uns) überraschen, dass Festkörperbatterien schon seit einiger Zeit in Serienfahrzeugen eingesetzt werden. Sei nicht aufgeregt. Blue Solutions und Bolloré von Quebec Hydro haben ihre 1.700 Patente für Lithium-Metall-Polymer-Batterien zusammengelegt, um ein Unternehmen namens LMP zu gründen, das vollständig Festkörperbatterien vermarktet. Der Haken daran ist, dass ihr aktuelles Design bei 176 Grad F betrieben wird, sodass sie derzeit nur in Hochleistungsfahrzeugen wie Bussen verwendet werden.

Solid Energy Solutions arbeitet an einer Lithium-Metall-Batterie mit einer Kathode ähnlich den heutigen Batterien, aber einer Anode aus trockenem Lithiummetall, das auf Kupfer oder – für ultimatives Leichtgewicht – einem Titannetz befestigt ist, das eine überlegene gravimetrische Energiedichte liefert. Sakuu hat außerdem einen 3D-Druck-Produktionsprozess für Festkörper-Lithium-Metall-Batterien demonstriert. Und QuantumScape gibt mit seinem Solid-State-Design sogar 400 Wh/kg an.

Ford, Mercedes, Toyota und VW setzen alle stark auf diese Raumtemperatur-Festkörperbatterien. Sie lassen sich nur schwer für die Produktion skalieren (Sandy vergleicht es mit dem Versuch, Kartoffelchips mit doppelseitigem Klebeband zusammenzukleben), aber sie laden sich schneller auf, sind nicht brennbar, weisen eine 2- bis 8-fache Energiedichte auf und benötigen normalerweise keine giftigen Materialien.

All dies veranlasste Munro zu der Aussage: „Wenn diese Batterien in Produktion sind, wird es keinen Vergleich zwischen der aktuellen Technologie oder irgendetwas auf Erdölbasis geben – [Feststoffbatterien] sind der Todesstoß für Benzin und Diesel.“

Natrium kommt wesentlich häufiger vor als Lithium, daher sind Natrium-Ionen-Batterien aus Sicht der Versorgungsleitung sicherlich attraktiv. Berichten zufolge hat die chinesische JAC Group ein solches Paket in ihrem Sehol E10X Compact auf den Markt gebracht und dabei Batterien von HiNa Battery Technologies verwendet – einem Startup aus dem Jahr 2017. Der chinesische Batterieriese Contemporary Amperex Technology Co. (CATL) gab bekannt, dass er mit Chery zusammenarbeitet einen Natriumbatteriesatz für kostengünstige Kleinwagen zu entwickeln.

Dies verdeutlicht einen weiteren Punkt, den Munro immer wieder angesprochen hat: „Die Chinesen sind außergewöhnlich motiviert und verkürzen Entwicklungszeiten, Genehmigungsprozesse usw. „Sie alle wollen arbeiten. Sie alle wollen Unternehmer sein und sie alle wollen Millionäre sein – etwas, das wir hier früher hatten.“ in den Staaten."

CATL kündigte eine revolutionäre „Semi-Solid-State“-Batterie aus kondensierter Materie mit einer Energiedichte von 500 Wh/kg an, die für elektrische Passagierflugzeuge geeignet ist (im Vergleich zum klassenführenden Tesla Model S Plaid-Paket mit 186 Wh/kg).

Berichten zufolge hat Amprius eine Siliziumanodenbatterie mit 504 Wh/kg für das Airbus-Zephyr-Projekt validiert. Sein Partytrick besteht darin, Lithium-Nanodrähte ohne Klebstoff auf eine Siliziumbasis zu kleben – sie werden einfach gewaltsam eingebettet. Offensichtlich sind diese Batterien preislich für Flugzeuge mit einer Flughöhe von 70.000 Fuß gedacht, aber vielleicht wird die Technologie mit der Zeit und der Produktionserfahrung ihren Weg auf die Erde finden.

„Ich denke, dass BYD wahrscheinlich etwa 30 % des nordamerikanischen Marktanteils [bei der Batterieproduktion] besitzen wird, [aufgrund] ihres Engagements, herauszufinden, wie man die absolut besten Batterien auf dem Planeten herstellen kann, und ihrer Beziehung zu CATL …“ Mit Abstand führend in der Batterietechnologie.“ Munro untermauerte diese Behauptung mit einem Diagramm, das das prognostizierte Wachstum der Produktionskapazität zwischen 2020 und 2030 zeigt. Darin zeigte sich, dass der Branchenführer CATL die Kapazität um 319 Prozent steigerte, LG Energy um 340 Prozent und BYD um 524 Prozent (am Ende lag er knapp 60 GWh hinter LG). bleiben auf dem dritten Platz).