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SVOLT Energy Technology

Kobaltfreie Batteriezellen bestellbar

21. Januar 2021, 14:35 Uhr | Ralf Higgelke

Die kobaltfreien Batteriezellen von SVOLT lassen sich nun bestellen. Verfügbar werden sie ab Mitte 2021 sein.

Die von SVOLT Energy Technology auf der IAA 2019 angekündigten Batteriezellen mit kobaltfreier Zellchemie sind nun in den ersten zwei Varianten bestellbar. Die Produktion soll im Sommer 2021 starten. Das verkündete Hongxin Yang, President und General Manager des chinesischen Unternehmens.

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Normalerweise nutzen Batteriehersteller das Schwermetall Kobalt aus, um Hochnickelbatteriezellen (NCM) thermisch zu stabilisieren. Bei SVOLT Energy Technology lassen sich erste Varianten ihrer kobaltfreien Nickel-Mangan-Batteriezellen (NMX) bestellen, die für den Automotive-Sektor gedacht sind. Starten soll die Serienproduktion im Juni 2021 im Werk in Jintan, China. Ende 2023 sollen die neuartigen Batterien auch im geplanten Werk im Saarland produziert werden können.

Bestellbar sind ab sofort eine Batteriezelle mit 115 Ah und einer Energiedichte von 245 Wh/kg in einem MEB-Format (33,4 mm x 220 mm x 102,5 mm). Ihre Spannung liegt bei 3,74 V, die Kapazität bei 430 Wh. Damit erzielt die 115-Ah-Variante von SVOLT eine effektiv nutzbare Kapazität von 396 Wh. Verfügbar sein wird diese Zellvariante voraussichtlich ab dem zweiten Quartal 2021. Weitere Zellvarianten sind in Planung.

Ebenfalls bestellbar ist eine kobaltfreie Zellvariante mit 226 Ah und einer Energiedichte von 240 Wh/kg, die voraussichtlich ab dem vierten Quartal 2021 verfügbar sein wird. Bei der 226-Ah-Ausführung handelt es sich um das SVOLT-eigene Zellformat L6 (21,5 mm x 574 mm x 118 mm). L-Zellen sind lange Batteriezellen in dünner prismatischer Ausführung mit seitlich positionierten Elektroden und Entgasungsventilen.

Nachhaltigere und preiswertere Batteriezellen

Da SVOLT komplett auf das Schwermetall Kobalt verzichtet, einem der teuersten und umstrittensten Kathodenelemente, und den Nickel-Gehalt gesenkt hat, sind diese Zellen nach Unternehmensangaben nicht nur wesentlich nachhaltiger, sondern auch rund fünf Prozent preiswerter als klassische Hochnickelbatteriezellen. Damit eignen sie sich dadurch besonders gut für den breiten Mittelklassemarkt. Gleichzeitig erreichen die Produkte von SVOLT eine Energiedichte, die nur knapp fünf Prozent unter der von vergleichbaren NCM-Batteriezellen liegt.

Diese NMX-Batteriezellen bestehen zu 75 Prozent aus Nickel und 25 Prozent aus Mangan und werden über eigens entwickelte Doping- und Coating-Prozesse stabilisiert. Dadurch sind diese Zellen thermisch stabiler und sicherer als NCM-Zellen.

Neuartiges Kathodenmaterial

Mithilfe der neuen Technologie ist es laut SVOLT darüber hinaus gelungen, die Zyklenalterung ebenso wie die kalendarische Alterung im Vergleich zu herkömmlichen NCM-Batteriezellen deutlich zu verbessern. Erreicht werden können so unter anderem mehr als 2.500 Ladezyklen. Das liegt an einem eigens entwickelten Kathodenmaterial. Eingesetzt wird ein Einzelkristall mit einer hauchdünnen Oberflächenbeschichtung (Nano-Coating), die aus nur wenigen Hundert Molekülen besteht.

Innerhalb der Batteriezelle reduziert der Einzelkristall eine der Hauptursachen für die Alterung von Batterien in Elektrofahrzeugen: die Entstehung von Mikro-Rissen sowie -Brüchen im aktiven Kathodenmaterial und damit den Verschleiß der Zelle. Gleichzeitig schützt die nur wenige Nanometer dicke Beschichtung die Oberfläche des eingesetzten Kathodenmaterials vor Nebenreaktionen mit dem Elektrolyten. So verlangsamt SVOLT die Zellalterung seiner NMX-Batteriezellen deutlich.

Zudem setzt das Unternehmen auf ein ergänzendes Dotierungsverfahren, bei dem Fremdatome in das Kathodenmaterial eingebracht und dort positioniert werden. Auf diese Weise gelingt es SVOLT nicht nur, die NMX-Zellen ohne Kobalt zu stabilisieren, sondern zudem die Beweglichkeit der Lithium-Ionen in der Kathode sowie die Leitfähigkeit – und damit die Leistung der Batterie – zu steigern.