In 10 Minuten auf 80 %: Batterie mit Turboladegeschwindigkeit vorgestellt

Am 16. August 2023 hat CATL aus China – mit einem Marktanteil von ca. 35 % Weltmarktführer im Bereich Traktionsbatterien – eine neue Batterie mit Turbo­ladegeschwindigkeit vorgestellt. Die Shenxing Superfast Charging Battery soll nach nur zehnminütiger Ladezeit eine Reichweite von 400 Kilometern erzielen. Aber was sagt dieser Wert eigentlich genau aus?

Seine Präsentation des neuen Batterietyps leitet CATL ein, indem es fiktive Re­klamationen von E-Autofahrern vorträgt, die im Wesentlichen zwei Dinge zum Inhalt haben: eine zu niedrige Ladegeschwindigkeit, insbesondere bei kalten Temperaturen. Sowohl die Ladegeschwindigkeit als auch das Temperatur-Problem sollen durch den neuen Batterietyp behoben werden, und zwar durch eine grundsätzliche Überarbeitung der LFP-Zellechemie. Die neue Shenxing Superfast Charging Battery soll nach etwa 10 Minuten auf eine Ladung von rund 80 % kommen.    

C-Rate liegt fast bei 4

Die Ladegeschwindigkeit von Batterien wird gewöhnlich anhand der soge­nannten C-Rate gemessen. 1C entspricht einer Batterie-Ladegeschwindigkeit von null auf 100 % in einer Stunde. In der Präsentation ist von einer 10-minüti­gen Ladezeit die Rede, innerhalb derer die Batterie von 20 % auf 80 % geladen wird. Rechnerisch entspricht das einer C-Rate von 3,6, wobei sich die Ladezeit auf 30 Minuten erhöht, wenn die Außentemperatur bei -10 °C liegt. Damit ist die Shenxing Superfast Charging Battery vergleichbar mit der Ladeperformance einer VW ID.3, wobei dieser Wert bei Letzterem nur im Fall von idealen Bedingungen erzielt wird. Zum Vergleich: Sehr schnell ladende Serien-E-Autos kommen zurzeit auf einen Wert von knapp über 2C (z. B. auf der Basis der Plattform Hyundai e-GMP).    

Modifizierte Zellchemie

Wie kommt es nun zu einer solchen Beschleunigung der Ladezeiten? Dafür wurde die Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Zelle modifiziert, was gleichzeitig einen weiteren Vorteil mit sich bringt: den niedrigschwelligen Zugang. Denn da die LFP-Zelle robust und zugleich kostengünstig ist – sie kommt nämlich ohne Kobalt und Nickel aus – soll die Batterie auch breiteren Bevölkerungsschichten zugänglich sein. Diese Demokratisierung ist auch das erklärte Entwicklungsziel von Gao Huan, dem Technikvorstand von CATL.

Das Geheimnis hinter der neuen „Turbobatterie“ könnte eine Anpassung der Grafitanode sein. Für einen verbesserten Transport der Ladung wurde deren Oberfläche manipuliert. Der Hintergrund ist, dass, bis auf den Porsche Taycan, die meisten Elektroautos mit einer Anode aus Grafit ausgestattet sind – und wenn es um eine verbesserte Energiedichte und beschleunigtes Laden geht, birgt gerade deren Modifikation ein hohes Poten­zial. 

Und noch zwei weitere Veränderungen sollen für die Beschleunigung bei der Shenxing verantwortlich sein: eine Modifikation des flüssigen Elektrolyten und eine erhöhte Porosität der Separator-Folie. Während Erstere bei tiefen Temperaturen eine niedrigere Viskosität aufweisen soll, soll Letztere die Lade­geschwindigkeit auf direktem Weg erhöhen, und zwar, ohne Kompromisse bei der Sicherheit eingehen zu müssen.  

Shenxing 2024 in Serie

Bereits im kommenden Frühjahr sollen die ersten mit der neuen Shenxing Superfast Charging Battery ausgestatteten Elektroautos vom Band rollen.

Als Fazit des neuen Batterietyps können folgende Eigenschaften genannt werden: niedrige Kosten, hohe Strapazierfähigkeit durch modifizierte LFP-Zell­chemie und erhebliche Beschleunigung der Ladegeschwindigkeit auf nahezu 4C. Man kann gespannt darauf sein, ob CATL alle diese Versprechen einlösen wird.      

Daneben ist der Weltmarktführer mit der Entwicklung weiterer zentraler Inno­vationen befasst. Da ist zum einen die Serienfertigung der neuen Natrium-Io­nen-Zellen in erster Generation, die noch in diesem Jahr geplant ist. Zweitens geht es um die direkte Integration von Zellen in die Akkupacks, ohne den Umweg über Module (sog. Cell-to-Pack-Integration), drittens soll das an­spruchsvolle Qilin-System in Fahrzeugen wie dem Zeekr 001 in Serie gehen. Das System ist ebenfalls 4C-fähig. Und schließlich soll noch die Condensed-Matter-Batterie kommen, die aufgrund der hohen Energiedichte in Kleinflugzeugen eingesetzt werden soll.

Quelle: heise.de, Christoph M. Schwarzer, 16.08.2023
Bild: CATL