Wahrscheinlich wird schon die Bekanntgabe des konkreten Termins eine kleine Sensation sein: Seit der ersten Erwähnung bei der Hauptversammlung Mitte 2019 warten Tesla-Beobachter aller Art darauf, dass CEO Elon Musk seine großen Pläne zur Produktion von Akkus für Teslas Elektroautos und stationären Speicher verrät. Wann immer er darauf angesprochen wird, versucht der Tesla-Chef nur wenig zu sagen, ließ aber schon durchblicken, sogar er selbst sei davon überwältigt. Und jetzt haben Forscher eines Teams, das seit langem mit Tesla zusammenarbeitet, neue Informationen veröffentlicht, die einen Teil des großen Akku-Puzzles bilden könnten.
Zwei Aufsätze vom Tesla-Partner
Über beide Neuigkeiten berichtete in dieser Woche der US-Blog Electrek. Sie stammen von der renommierten Gruppe um Jeff Dahn an der kanadischen Dalhousie University, die seit 2016 als Teslas Exklusiv-Partner an besseren Batterien forscht. Unter anderem hat sie schon eine Zellchemie für einen Tesla-Akku zum Patent angemeldet, der eine Million Meilen lang leistungsfähig bleibt. Darauf baut laut Electrek ein jetzt veröffentlichter Fachaufsatz auf, der einen nochmals verringerten Kobalt-Gehalt (NMC 811) bei erhöhter Energie-Dichte beschreibt.
Einen Tag vorher wurde zudem ein anderer Fachaufsatz der Tesla-Partner in Kanada öffentlich. Darin geht es um ein „Hybrid“-Konzept – aber nicht etwa im Sinne eines Autos mit Elektro- plus Verbrenner-Motor, sondern für Akkus mit unterschiedlichen Eigenschaften innerhalb derselben Hülle. Indem die speziellen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Zellen einerseits und Lithium-Metall-Zellen andererseits vereint werden, soll ein rein elektrischer „Range Extender“ entstehen, der bei (als selten angenommenem Bedarf) zusätzliche Reichweite bereitstellt.
Hybrid-Akku vereint Vorteile
Der Vorteil von Lithium-Metall-Zellen ist eine sehr hohe Energiedichte, die in dem Aufsatz der Tesla-Forscher mit 1230 Wattstunden pro Liter angegeben wird, gegenüber 720 Wattstunden/Liter bei Lithium-Ionen. Auf der anderen Seite ist die dichte Metall-Zellchemie deutlich weniger langlebig. Um hohe Energiedichte zu bekommen, aber Haltbarkeit nicht zu verlieren, machten sich das Team den Plating-Effekt zunutze, der Lithium-Ionen-Zellen normalerweise zu schaffen macht. Mit einem optimierten Elektrolyten konnten Teslas Partner laut ihrem Aufsatz erreichen, dass diese Ablagerungen auf Graphit entstanden und reversibel wurden.
Auf diese Weise lassen sich Zellen konstruieren, die bei demselben Volumen weniger Energie enthalten als reine Lithium-Metall-Zellen, aber mehr als normale Lithium-Ionen-Zellen. Solange diese Hybriden nicht zu 100 Prozent geladen werden, erklären die Tesla-Forscher, verhalten sie sich wie normale Lithium-Ionen-Akkus, sind also haltbar. Nur wenn sie ganz gefüllt werden müssen, kommt die schnelle Degradation bei Lithium-Metall zum Tragen – aber auch hinter physischen Range-Extendern steht ja die Überlegung, dass sie wahrscheinlich nur selten genutzt werden.
Schon für den großen Tesla-Tag?
Ob auch dieses Konzept beim großen Tesla-Tag eine Rolle spielen wird, blieb zunächst offen. Nach der Einschätzung von Electrek befindet es sich noch in einer frühen Phase, hat aber Potenzial, einen der Zielkonflikte bei Elektroautos – Reichweite geht durch höheres Gewicht und mehr Platzbedarf auf Kosten der Effizienz – zu entschärfen. Allerdings enthält der Fachaufsatz keine Angaben zur Energiedichte der Hybrid-Akkus in Bezug auf das Gewicht.
