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Feststoff, Halbfeststoff, Natrium: Akkulabels überholen die Testdaten

Linda Nazar, Chemieprofessorin an der University of Waterloo, hat Kanadas höchsten Wissenschaftspreis gewonnen. CBC berichtete am 3. November über die Auszeichnung für ihre drei Jahrzehnte währende Forschung an Batteriematerialien. Die Gerhard-Herzberg-Goldmedaille für Wissenschaft und Ingenieurwesen bringt 1 Million Dollar Förderung über fünf Jahre.

WissenschaftAnalyseHanna VogtVeröffentlicht: 4. November 20264 Min. LesezeitQuellen 28
Feststoff, Halbfeststoff, Natrium: Akkulabels überholen die Testdaten

Der Preis setzt Sicherheit an die erste Stelle

Der Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada gab die Auszeichnung bekannt, wie CBC am 3. November berichtete. Der Rat erklärte, ihre "weltweit führenden Entdeckungen haben die Wissenschaft der elektrochemischen Energiespeicherung verändert" und die Grundlage für sicherere, effizientere Zellen gelegt. Nazar sagte dem Sender, sie sei "zutiefst geehrt" und "ganz ehrlich demütig", in die Liste der bisherigen Preisträger aufgenommen zu werden.

Diese Arbeit betrifft jeden, der ein Elektroauto, einen Lagerroboter oder einen Netzspeicher kauft. Denn brennbare flüssige Elektrolyte sind der Fehlermodus, auf den Regulierer achten. Was Käufern weiterhin fehlt, ist eine Möglichkeit, Bauformen zu vergleichen. Xpeng hat nicht gesagt, ob die Batterien in seinem Roboter Iron vollfeststoffbasiert sind. Svolt hat die Testbedingungen hinter seiner Schnellladeangabe nicht veröffentlicht.

Ihr Plädoyer für den Feststoff ist schlicht. Flüssige Elektrolyte seien brennbar und könnten in Flammen aufgehen, sagte sie. Eine feste Variante biete "deutlich bessere Sicherheit".

Sie nennt außerdem einen größeren Betriebstemperaturbereich und verweist auf Drohnen in großer Höhe, Einsätze in der Arktis und militärische Anwendungen. Höhere Energiedichte ist das dritte Verkaufsargument. Erreicht wird sie durch dichtere Packung der Zellen in einer Bauweise, die sie bipolares Stapeln nennt. Keines dieser Argumente ist neu. Neu ist, wie schnell das Vokabular in ausgelieferte Produkte gewandert ist.

Warum das Label zählt

Die erste Seriencharge von Svolt Energy mit 100-kWh-Halbfeststoff-Schnellladepaketen des Typs Dragon Armor lief im Werk Changzhou in der Provinz Jiangsu vom Band. Das Unternehmen meldete den Meilenstein am 26. Oktober.

Am 28. Oktober sagte Xpeng-Vizepräsident Gu Jie, die Feststoffbatterien für den humanoiden Roboter Iron liefen in kleinen Stückzahlen vom Band. Der Roboter selbst ist noch nicht in Serienproduktion. Xpeng verwendete in der Mitteilung den Begriff "solid-state battery", ohne zu sagen, ob damit die vollfeststoffbasierte Technologie gemeint ist, die das Unternehmen im November 2025 angekündigt hatte.

Der Unterschied ist nicht akademisch. Svolt definiert Halbfeststoffzellen als Zellen, die flüssige und feste Elektrolyte zugleich nutzen. Vollfeststoffbasierte Zellen setzen ganz auf feste Elektrolyte. Wer die beiden Pressemitteilungen vergleicht, vergleicht zwei verschiedene Dinge.

Xpengs Mitteilung kam zudem ohne Angabe zur Energiedichte und ohne Produktionsvolumen.

Natrium geht einen anderen Weg

Andernorts entfernt sich die Chemie ganz vom Lithium. Ein Team um Professor Chan-Jin Park von der Chonnam National University in Südkorea entwickelte einen polymerisierbaren tiefschmelzenden Elektrolyten auf Basis eines eutektischen Lösungsmittels für Natrium-Metall-Batterien.

Parks Gruppe sagt, der Elektrolyt sei nicht brennbar und auslaufsicher. Die polymerisierte Matrix halte stand, wenn die Zelle gefaltet oder zerschnitten wird. Im Vollzellentest erreichte die Batterie eine anfängliche Entladekapazität von 110,2 mAh g-1 bei 0,1 C mit nahezu 99% Coulomb-Effizienz. Nach 1.000 Zyklen bei 2 C behielt sie 90,4% ihrer Kapazität. Eine Pouch-Zellen-Version hielt eine LED am Leuchten, während sie gefaltet und zerschnitten wurde. Die Studie erschien in Energy Storage Materials.

Park beschreibt die Arbeit als Weg zu günstigerem Speicher, nicht als Premiumprodukt. Er nannte Netzspeicher, Notstromversorgung und kostengünstige Akkus.

Was die Fabriken behaupten

Das Unternehmen sagt, das Paket unterstütze 900-Volt-Laden mit 6C und ergänze 500 km Reichweite in 12 Minuten. Die Zyklenlebensdauer liege über 3.000 Zyklen, was einer theoretischen Laufleistung von mehr als 1.000.000 km entspreche.

Chairman und CEO Yang Hongxin sagte, Halbfeststoffbatterien "werden langfristig zu einer Mainstream-Technologie", nicht zu einer Zwischenstufe. Svolt erklärte im Mai, vollfeststoffbasierte Zellen seien noch weit von der Serienproduktion entfernt, und sagte für 2026 den Beginn der breiten Halbfeststoff-Nutzung voraus. Xpeng tickt anders. Das Unternehmen hält an der Serienproduktion von Iron bis Ende 2026 fest, mit kommerziellem Einsatz in Geschäften und anderen Umgebungen ab 2027.

Definitionen und was als Nächstes kommt

Das U.S. Department of Energy zieht die Grenze einfach. Feststoffbatterien verwenden feste Elektrolytlösungen und brauchen keinen separaten Separator. Dadurch sind sie weniger anfällig für Leckagen durch Beschädigung oder Aufquellen bei hohen Temperaturen. Das Ministerium erklärt außerdem, Designs der nächsten Generation, darunter Feststoff- und Flussbatterien, könnten Leistung und Sicherheit verbessern und zugleich den Einsatz kritischer Materialien senken.

Nazar selbst ist zu einer anderen Chemie übergegangen. Sie arbeitet an wässrigen Batterien, die Wasser als Elektrolyt nutzen, mit dem Department of Energy aus einem Zentrum in Stanford.

Svolt will zuerst weiter Halbfeststoffzellen vorantreiben, danach vollfeststoffbasierte.

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Quellen

28
  1. 01Waterloo researcher receives Canada's highest recognition for scientific excellence for work with batteriesEN
  2. 02Novel electrolyte advances sodium battery chemistryEN
  3. 03Solid-state batteries for Xpeng's Iron humanoid robot enter small-batch productionEN
  4. 04Svolt begins mass production of 100-kWh semi-solid fast-charging battery packsEN
  5. 05Breaking It Down: Next-Generation BatteriesEN
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Alle Zahlen und Zitate in diesem Text stammen aus den unten genannten Quellen.

Die Materialien wurden vom Redaktionsteam mit Unterstützung von KI erstellt.

Hanna Vogt

Hanna Vogt

Wissenschaft und Gesundheit

Hanna Vogt schreibt für FLASH24 über Wissenschaft und Gesundheit und stützt sich dabei auf Primärstudien, Behördenberichte und Rohdaten statt auf Pressemitteilungen. Bei Zahlen prüft sie Stichprobengrößen, Konfidenzintervalle und ob die zitierte Quelle die Aussage tatsächlich deckt. Für ihre Texte spricht sie mit Studienautorinnen, wartet auf Peer-Review-Fassungen und vergleicht Vorabdrucke mit der finalen Publikation. Dass sie privat Materialphysik verfolgt und mit eigenem Teleskop den Himmel beobachtet, erklärt, warum sie bei Messmethoden und Instrumenten genau nachfragt. Sie publiziert keine Ergebnisse, deren Datengrundlage sie nicht selbst eingesehen hat.

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