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Festkörperbatterien

2025 entscheidet sich die Marktfähigkeit

Elektromobilität
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Weil Festkörperbatterien die Batterie- und Elektrofahrzeugindustrie revolutionieren könnten, sind in den vergangenen Jahren dort hohe Summen investiert worden. Ab 2025 sollen erste Produkte verfügbar sein und die Produktion bis 2027 auf 2,36 GWh steigen, so die Analysten von Yole Devéloppement.

Yole Devéloppement hat seinen Bericht Solid-State Battery 2021 veröffentlicht, der auf die wichtigsten Triebkräfte und Vorteile von Festkörperbatterien blickt und sie mit herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien vergleicht. Er analysiert auch die noch offenen Herausforderungen bei der Kommerzialisierung von Festkörperbatterien mit einem speziellen Fokus auf verschiedene Anwendungen. Einschließlich Markttrends und -prognosen, Lieferkette, Technologietrends, technische Einblicke und Analysen, Schlussfolgerungen und Ausblick soll diese Studie auch ein tiefgreifendes Verständnis des Ökosystems und der Strategien der wichtigsten Akteure vermitteln.

Was sind die kommerziellen und technologischen Herausforderungen der Festkörperbatterie-Industrie? Was sind die wichtigsten Einflussfaktoren? Wer sind die Lieferanten, die man beobachten sollte, und an welchen innovativen Technologien arbeiten sie? Was sind die verschiedenen Ansätze für die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien?

»Über die letzten Jahre haben wir eine wachsende Zahl von Forschungsaktivitäten im Bereich der Festkörperbatterien beobachtet«, stellt Dr. Milan Rosina, Principal Analyst, Power Electronics & Batteries bei Yole, fest. »Die Entwicklung von Festkörperbatterien ist jedoch noch im Anfangsstadium. Viele Entwickler von Festkörperbatterien planen, ihre Produkte bis 2025 auf den Markt zu bringen, was zweifelsohne ein wichtiger Meilenstein für die kommerzielle Einführung von Festkörperbatterien sein wird.«

Auf Grundlage der Roadmaps der Hersteller von Elektrofahrzeugen, der technologischen Errungenschaften und der Kooperationen in der Lieferkette (Stand: Q1/2021) erwarten die Analysten, dass die kommerzielle Einführung von Festkörperbatterien im Jahr 2025 und die Massenproduktion von Fahrzeugen mit Festkörperbatterien um das Jahr 2030 herum beginnen werde.

Großer Umstieg auf Festkörperbatterien unwahrscheinlich

Im Jahr 2027 dürfte die Nachfrage nach Festkörperbatterien weniger als 2,5 GWh betragen – ein winziges Volumen im Vergleich zur Gesamtnachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien in jenem Jahr. Daher sei kein groß angelegter Umstieg von konventionellen Lithium-Ionen-Batterien auf Festkörperbatterien zu erwarten. Mehr als 99 Prozent der Nachfrage nach Festkörperbatterien dürfte auf Elektroautos entfallen.

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Yole Développement, Solid-State Batteries
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Wie das Team von Yole in ihrem Bericht analysiert, gilt die Festkörperbatterie als ultimativer Meilenstein in den Technologie-Roadmaps der Hersteller von Batterien und Elektroautos. Viele haben seither auf Start-ups mit Festkörperbatterien gesetzt, entweder weil sie sehr optimistisch waren, schnell marktfähige Produkte herstellen zu können, oder um sicherzustellen, dass sie den Anschluss im wachsenden Konkurrenzkampf um Batterien nicht verpassen. Das Schlagwort Festkörperbatterie hat auch den Zugang zu zusätzlicher Forschungs- und Entwicklungsfinanzierung durch Risikokapitalgeber und öffentliche Fördermittel eröffnet und damit den Investitionsbedarf der Elektroauto-Hersteller selbst reduziert.

Dr. Shalu Agarwal, Technology & Market Analyst, Power Electronics & Materials bei Yole, meint dazu: »Die Vision, die man für die Festkörperbatterie hat, hat sich weiterentwickelt und ist heute pragmatischer. Die Festkörperbatterie wird derzeit nur als weiterer Baustein in der schrittweisen Verbesserung der konventionellen Lithium-Ionen-Batterien betrachtet.« Tatsächlich konzentrieren sich die meisten Hersteller von Batterien und Elektroautos auf kurzfristige technologische Meilensteine wie nickelreiche Kathoden (NCM811), Silizium-Graphit-Anoden und kobaltfreie Kathoden.

»Die Festkörpertechnik in die Massenfertigung zu bringen, ist eine anspruchsvolle Aufgabe und braucht mehr Zeit, als bislang erwartet«, betont Milan Rosina. »Es ist jetzt klar, dass Partnerschaften wichtiger denn je sind, um das gesamte notwendige Know-how für Festkörperbatterien zusammenzubringen: Technologie, Ausrüstung, großvolumige bzw. hochproduktive Fertigung und Endsysteme.«

Partner mit Expertise bei keramischen Materialien und keramikbasierten Baugruppen sowie mit Erfahrung bei Anoden aus metallischem Lithium und Grenzflächen zwischen Elektrode und Elektrolyt können immens hilfreich sein, um die Zeit bis zur Markteinführung der Festkörperbatterie zu verkürzen.


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