Das eigentliche Problem mit den Feststoffakkus ist ja: Fragt man nach dem Serienstart, heißt es immer, dass es in ein bis zwei Jahren soweit sein wird – und das schon seit zehn Jahren. Die Umsetzung dieser filigranen Technik in einem ständig vibrierenden, sich bewegenden und dynamischen Umfeld wie dem Automobil ist einfach nicht so easy wie gedacht. Doch MG dürfte jetzt einen schlauen Kompromiss gefunden haben, diese Technik anbieten zu können. Oder sagen wir: So eine ähnliche Technik, denn was noch heuer auf den Markt kommt, ist ein Semi-solid-state-Akku, also eine Teilfeststoffbatterie, was natürlich die Frage aufwirft, wovon hier eigentlich gesprochen wird?

 Typenkunde

Bei jedem Stromspeichertyp wandern Ionen von der Kathode zur Anode und geben während dieses Vorgangs Ladungen ab, liefern also Strom. Wird die Batterie geladen, ist die Richtung der Ionen genau andersrum. Damit es zu keinem Kurzschluss kommt, müssen die zwei Pole, also Anode und Kathode voneinander getrennt sein. Dies erledigen Elektrolyte. Im Falle von zum Beispiel LFP-Autoakkus sind diese zu 20 Prozent flüssig, ist also sehr vereinfacht gesagt ein Liquid auf einem Trägermetall. Diese Konstruktion hat den großen Vorteil, resistent gegen Erschütterungen und Vibrationen zu sein. Sinken die Temperaturen aber, wird das flüssige Elektrolyt immer zähflüssiger, der Ladungsaustausch verlangsamt sich, Reichweite und Ladeleistung gehen zurück. Zudem ist diese Flüssigkeit auch der Hauptgrund für Akkubrände, sollte eine Akkuzelle zu Bruch gehen und es zu einem Kurzen kommen.

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Diese Trennung der Pole also rein aus festem Material zu machen, liegt aus vielerlei Hinsicht auf der Hand, hat aber auch Nachteile. So ist der Ladungsaustausch zwar temperaturunabhängig, dafür in vielen Fällen generell schlechter, was auf die Leistungsfähigkeit des Akkus abfärbt. Dazu war eines der Hauptprobleme, diese nicht einmal haardicken Plättchen stabil genug zu bekommen, dass sie nicht brechen. Denn auch dann wäre der Akku erst einmal unbrauchbar.

Trocken geladen

Um diese Probleme zu umgehen, hat MG unter der Leitung von Dr. Li Zheng, Global chief battery scientist, speziell für Europa die SemiCore-Batterie entwickelt. Offiziell spricht man von einer Semi-solid-state-Variante, was soviel wie Teilfeststoffbatterie heißen kann. Rein technisch gesehen, hat man den Flüssiganteil von 20 auf ein Minimum von fünf Prozent reduziert, was jetzt harmloser klingt als es tatsächlich ist. Denn diese neue Mischung aus Festkörper- und Flüssigelektrolyten benötigt einen völlig anderen Aufbau und andere Materialien, ist dabei so clever aufgebaut, dass diese Lithium-Mangan-Oxid-Batterie (LMO) Kathoden hat, die von den Mischelektrolyten wie von einem Schutzschild umklammert werden, was nicht nur die Sicherheit erhöht. Zugleich ermöglicht diese Bauform, dass die Kathode nicht wie bei den LFP-Typen über eine Fläche, sondern sozusagen dreidimensional Ionen abgeben kann, was den Ladungsaustausch und die Leistungsfähigkeit deutlich erhöht.

Klassische LFP-Akkus vs. Feststoff vs. Semi-solid

• Flüssig-Elektrolyte (z. B. LFP): Bestehen zu ca. 20 Prozent aus Flüssigkeit. Sie sind resistent gegen Erschütterungen, aber kälteempfindlich (Zähflüssigkeit bremst Ladungsaustausch) und brennbar.

• Feststoff-Elektrolyte: Sind temperaturunabhängig und sicherer gegen Brände, aber mechanisch instabiler.

• Semi-solid: Ein Kompromiss, bei dem der Flüssiganteil von 20 auf fünf Prozent reduziert wurde (Lithium-Mangan-Oxid-Batterie/LMO).

• 3D-Aufbau: Die Kathoden werden von den Mischelektrolyten umschlossen. Die dreidimensionale Abgabe von Ionen (statt nur über eine Fläche wie bei LFP) verbessert den Ladungsaustausch.

MG spricht von 15 Prozent mehr Leistungsfähigkeit bei niedrigen Temperaturen, 20 Prozent besserem Ansprechverhalten und einer kontinuierlicheren Leistungsabgabe über den gesamten Ladestand. Weiters verspricht Dr. Zheng eine um 20 Prozent gesteigerte Haltbarkeit. Energiedichte? Fassungsvermögen? Preise? Darüber wurde noch nichts verraten. Sehr wohl aber, wann es losgehen wird. Noch heuer soll der MG4 Urban damit auf den Markt kommen, wobei die SolidCore-Akkus die bisherigen LFP ersetzen werden. Und weiters? In nächsten Ausbaustufen spricht man von Bauformen, die gut für 1.000 Kilometer Reichweite sein sollen und auch Anwendungen in Plug-in-Hybriden sind geplant. Die Frage, die zum Schluss bleibt, ist somit also, ob es nun überhaupt noch eines reinen Feststoffakkus benötigt?