München. Wie die automobile Zukunft aussehen könnte, hat Karl-Thomas Neumann kürzlich im wahrsten Sinne des Wortes erfahren. Der Chef von Continental Automotive Systems war mit dem über 200 km/h schnellen Tesla unterwegs - und zeigte sich beeindruckt. Der Roadster aus Kalifornien bezieht seine Antriebsenergie aus mehr als 6800 Lithium-Ionen-Akkus, wie sie in Laptops ihren Dienst verrichten.
Auch wenn die Autofahrer von morgen wohl nicht mit dieser Technologie unterwegs sein werden, so ist mit Lithium-Ionen das Stichwort der zukünftigen Generation der Batterietechnologie genannt.
Zu den Vorteilen dieser Energiespeicher gegenüber solchen aus Nickel-Metallhydrid (NiMH) zählt Gerti Moll-Möhrstedt die deutlich höhere Zyklenfestigkeit. Die geschäftsführende Gesellschafterin der Akkumulatorenfabrik Moll sieht daher ein Potenzial von rund 50 Prozent weniger Gewicht und 30 Prozent geringerem Volumen gegenüber der NiMH-Batterie. Und sollten die Nickelpreise auf dem Weltmarkt weiter steigen, könnten die Kosten für den modernen Batterietyp wegen der geringen Anzahl von Zellen pro Batterie auch unter die Kosten von NiMH-Batterien fallen, spekulieren Insider.
Die ersten Serieneinsätze für Autos mit der neuen Batterietechnologie stehen jedenfalls bevor. Daimler will beispielsweise 2009 ein Modell der S-Klasse als Hybrid-Auto mit Lithium-Ionen-Batterie vorstellen. Eine Herausforderung besteht für Christian Mohrdieck, Leiter Entwicklung Brennstoffzellenantrieb bei Daimler, unter anderem "in der Realisierung einer einfachen, robusten und preiswerten Überwachungselektronik".
Andere deutsche Unternehmen versuchen, ihre Energien für die Batterietechnologie in Kooperationen zu bündeln. VW, BASF, Bosch und andere haben sich jüngst zu einer Innovationsallianz zusammengeschlossen. Mitinitiiert wurde die Allianz vom Daimler-Konzern. Dessen Leiter Konzernforschung und Vorentwicklung, Herbert Kohler, macht sich zudem beim Verband der Automobilindustrie für das Batteriethema stark.
Rund 360 Millionen Euro wollen die Industriepartner in das Projekt der Innovationsallianz investieren, um die Energie- und Leistungsdichte der Lithium-Ionen-Batterien deutlich zu erhöhen und einen Serieneinsatz zu beschleunigen. Dazu Jürgen Leohold, Leiter Konzernforschung von VW: "In Zukunft wird es den parallelen Einsatz von verschiedenen Fahrzeugantrieben bis hin zum reinen Elektroantrieb geben. Eine hochleistungsfähige Lithium-Ionen-Batterie als Energiespeicher ist dabei eine Schlüsseltechnologie."
Doch noch hat die klassische Batterietechnologie mit Nickel-Metallhydrid ihre Berechtigung. "Aus Kostengründen und wegen der Entwicklungsreife stellt die NiMH-Batterie momentan durchaus noch eine Alternative dar", heißt es bei Audi. Einen Fortschritt sehen die Ingolstädter in der Einführung von Blei-Säure-Batterien in Vliestechnik. Dies könne in vielen Anwendungsfällen wie etwa bei Start-Stopp-Funktionen mit Bremsenergierückgewinnung die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Starterbatterie "bei überschaubarem Kostenzuwachs" spürbar verbessern. Zudem stellen für den Autohersteller Superkondensatoren für Mikrohybride "eine sehr interessante Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie" dar.
Auf Zuliefererseite ist der Wettlauf um den ersten Serieneinsatz voll entbrannt. Conti will "nach heutigem Stand Ende 2008 mit Lithium-Ionen-Batterien in Serie gehen. Für den geplanten Serienstart ist das Lithium-Ionen-Batteriesystem fertig designt und ausgelegt, und es gilt nur noch, die Freigabetests abzuschließen. Diese laufen bis dato den Erwartungen gemäß erfolgreich", freut man sich beim Zulieferer.
Aufhorchen ließen die Hannoveraner bereits im Juni 2007. Der US-Hersteller General Motors hatte zwei Aufträge zur Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien für sein elektrisches Antriebssystem E-Flex vergeben. Einen Auftrag erhielt Continental Automotive Systems, der zweite ging an das US-Unternehmen Compact Power.
Auch der US-Zulieferer Johnson Controls fiebert dem ersten Serieneinsatz der Lithium-Ionen-Batterie entgegen: "Im Geschäftsjahr 2007/2008 liegen uns inzwischen auch die ersten Aufträge für von uns gefertigte Lithium-Ionen-Batterien vor. Damit werden wir voraussichtlich die ersten Lieferanten für diese Batterien in Serienfahrzeugen sein", gibt sich Walther Wever, Vice President and General Manager Power Solutions Europe, optimistisch. "Für Hochleistungsbatterien mit geringem Gewicht gibt es zu Lithium-Ionen-Batterien aus meiner Sicht keine vernünftige Alternative", so Wever. Die Amerikaner haben das alte Varta-Starterbatteriewerk in Hannover-Stöcken zum Zentrum ihres europäischen Geschäfts mit Autobatterien ausgebaut. Hier wird die weltweite Batterieforschung koordiniert.
Nach Einschätzung von Jan Dannenberg von der Strategieberatung Oliver Wyman dominieren "im Wesentlichen jedoch die Japaner und US-Amerikaner den Batteriemarkt". Bei den Japanern gehören der mit Toyota verbandelte Konzern Panasonic sowie Sanyo zu den führenden Anbietern. Zudem sind die Autohersteller "Honda und Toyota heute führend bei Hightech-Batterien", so der Automobilspezialist. Und auch die Zellen für die Lithium-Ionen-Akkus kommen überwiegend aus Japan. Nur Johnson Controls hat dafür eine eigene Fertigung in Europa aufgebaut.
"Das Kernproblem, das es bis zum Serieneinsatz von Lithium-Ionen-Batterien zu überwinden gibt, ist die Sicherheit", sagt Gerti Moll-Möhrstedt. Lithium-Ionen-Batterien enthalten Materialien, die bei Temperaturerhöhung - etwa im Falle eines Kurzschlusses oder bei Überladung - zum "Thermal Runaway" führen. "Bei kleinen Zellen, wie sie in Handys eingesetzt werden, ist dies kein ernstes Problem. Bei großen Zellen beziehungsweise Batterien besteht bei Fehlbehandlung grundsätzlich die Gefahr eines Feuers oder einer Explosion", warnt die Managerin - ob Karl-Thomas Neumann bei seiner Probefahrt daran wohl gedacht hat?
