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heise+ | Wie bleibt Akku im Elektroauto lange leistungsfähig?
Zellchemie, Zellformat und Ladeverhalten bestimmen, wie schnell ein E-Auto-Akku altert. Ein Überblick über die Batterietypen und was ihnen schadet.
Traktionsbatterien für Elektroautos werden in der Regel nach ihrem Kathodenmaterial unterschieden. Am häufigsten verwendet wird die Lithium-Ionen-Batterie mit einer Energiedichte von 150 bis 300 Wh/kg. Ihre Vorteile liegen im geringen Gewicht, der langen Lebensdauer, der hohen Zellspannung von 3,2 (LFP) bis 3,7 Volt (NMC, NCA) und der Schnellladefähigkeit. Nachteilig sind die hohen Herstellungskosten, die Empfindlichkeit gegenüber hohen Temperaturen und das Brandrisiko durch thermisches Durchgehen (Thermal Runaway) bei Beschädigungen.
Varianten der Lithium-Ionen-Batterie sind die Nickel-Mangan-Kobalt-Batterie (NMC), die Nickel-Kobalt-Aluminium-Batterie (NCA) und die Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LFP). Wegen ihrer hohen Energiedichte ist die NMC-Zellchemie in Europa am weitesten verbreitet; weltweit liegt inzwischen LFP vorn. NCA-Zellen bieten zwar eine noch höhere Energiedichte, sind aber teurer als NMC-Zellen. Günstiger ist LFP: Die Zellchemie hat zwar eine geringere Energiedichte, ist aber thermisch sehr stabil und hat ein geringes Brandrisiko.
Noch in Entwicklung befinden sich Festkörperbatterien mit festem statt flüssigem Elektrolyt (Solid-State-Batterien). Sie sollen mit bis zu 500 Wh/kg eine deutlich höhere Energiedichte, ein geringeres Brandrisiko, kürzere Ladezeiten und eine längere Lebensdauer bieten. Nachteilig sind die höheren Herstellungskosten. Elektrolyte transportieren die Ionen zwischen der Anode und der Kathode während des Lade- und Entladevorgangs der Batterie.
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