Neueste Entwicklungen bei Festkörperbatterien der zehn weltweit führenden Lithium-Ionen-Hersteller

Im Jahr 2024 begann sich die globale Wettbewerbslandschaft für Antriebsbatterien herauszubilden. Öffentliche Daten, die am 2. Juli veröffentlicht wurden, zeigen, dass die weltweite Installation von Antriebsbatterien von Januar bis Mai dieses Jahres insgesamt 285,4 GWh erreichte, was einem Wachstum von 23 % gegenüber dem Vorjahr entspricht.

Die zehn führenden Unternehmen im Ranking sind: CATL, BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech und Xinwanda. Chinesische Batteriehersteller belegen weiterhin sechs der zehn Spitzenplätze.

Die installierten Antriebsbatterien von CATL erreichten 107 GWh und sicherten sich damit einen Marktanteil von 37,5 %. CATL ist weltweit das einzige Unternehmen mit über 100 GWh installierter Kapazität. BYD erreichte 44,9 GWh und belegte mit einem Marktanteil von 15,7 % den zweiten Platz, was einem Anstieg um 2 Prozentpunkte gegenüber den beiden Vormonaten entspricht. Im Bereich der Festkörperbatterien setzt CATL bei seiner Technologiestrategie vor allem auf die Kombination von Festkörper- und Sulfidmaterialien, um eine Energiedichte von 500 Wh/kg zu erreichen. CATL investiert weiterhin in Festkörperbatterien und plant, bis 2027 mit der Kleinserienproduktion zu beginnen.

BYD verfolgt laut Marktquellen möglicherweise einen Technologieplan mit hoch-nickelhaltigen ternären (einkristallinen) Kathoden, Silizium-basierten Anoden (mit geringer Wärmeausdehnung) und Sulfid-Elektrolyten (Komposithalogeniden). Die Zellkapazität kann 60 Ah übersteigen, mit einer massenspezifischen Energiedichte von 400 Wh/kg und einer volumetrischen Energiedichte von 800 Wh/L. Die Energiedichte des durchstoß- und hitzebeständigen Akkupacks kann über 280 Wh/kg liegen. Die Massenproduktion soll zeitgleich mit der Markteinführung erfolgen: Die Kleinserienproduktion wird bis 2027 erwartet, die Markteinführung bis 2030.

LG Energy Solution hatte zuvor die Markteinführung von Festkörperbatterien auf Oxidbasis bis 2028 und von Festkörperbatterien auf Sulfidbasis bis 2030 prognostiziert. Das neueste Update zeigt, dass LG Energy Solution die Kommerzialisierung der Trockenbeschichtungstechnologie für Batterien vor 2028 anstrebt, wodurch die Batterieproduktionskosten um 17–30 % gesenkt werden könnten.

SK Innovation plant, die Entwicklung von Festkörperbatterien auf Polymeroxid-Basis und Sulfid-Festkörperbatterien bis 2026 abzuschließen, die Industrialisierung ist für 2028 vorgesehen. Derzeit wird ein Batterieforschungszentrum in Daejeon, Chungcheongnam-do, errichtet.

Samsung SDI hat kürzlich angekündigt, im Jahr 2027 mit der Massenproduktion von Festkörperbatterien zu beginnen. Die Batteriekomponente, an der sie arbeiten, wird eine Energiedichte von 900 Wh/L erreichen und eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren haben, wobei eine Aufladung von 80 % in 9 Minuten möglich ist.

Panasonic kooperierte 2019 mit Toyota, um Festkörperbatterien von der experimentellen Phase in die industrielle Fertigung zu überführen. Die beiden Unternehmen gründeten außerdem das Festkörperbatterie-Unternehmen Prime Planet Energy & Solutions Inc. Bislang gibt es jedoch keine weiteren Informationen. Panasonic hatte allerdings bereits 2023 angekündigt, die Produktion von Festkörperbatterien vor 2029 aufzunehmen, vorwiegend für den Einsatz in unbemannten Luftfahrzeugen.

Es gibt nur wenige aktuelle Neuigkeiten über die Fortschritte von CALB im Bereich der Festkörperbatterien. Im vierten Quartal des vergangenen Jahres gab CALB auf einer globalen Partnerkonferenz bekannt, dass ihre Halbfestkörperbatterien im vierten Quartal 2024 in Fahrzeugen einer ausländischen Luxusmarke verbaut werden sollen. Diese Batterien ermöglichen eine Reichweite von 500 km mit einer Ladezeit von 10 Minuten und eine maximale Reichweite von 1000 km.

Zhao Ruirui, stellvertretender Direktor des Zentralen Forschungsinstituts von EVE Energy, präsentierte im Juni dieses Jahres die neuesten Entwicklungen im Bereich Festkörperbatterien. EVE Energy verfolgt demnach einen Technologieplan, der Sulfid- und Halogenid-Festkörperelektrolyte einbezieht. Die Markteinführung von Festkörperbatterien ist für 2026 geplant, wobei der Fokus zunächst auf Hybridfahrzeugen liegt.

Guoxuan High-Tech hat bereits die „Jinshi-Batterie“ auf den Markt gebracht, eine Festkörperbatterie mit Sulfid-Elektrolyten. Sie zeichnet sich durch eine Energiedichte von bis zu 350 Wh/kg aus und übertrifft damit gängige ternäre Batterien um mehr als 40 %. Mit einer Produktionskapazität von 2 GWh für Halbfestkörperbatterien plant Guoxuan High-Tech, 2027 erste Tests der Jinshi-Festkörperbatterie in Fahrzeugen im kleinen Maßstab durchzuführen und bis 2030, nach Etablierung der entsprechenden Produktionskette, die Massenproduktion aufzunehmen.

Xinwanda veröffentlichte im Juli dieses Jahres erstmals detaillierte Informationen zu den Fortschritten bei Festkörperbatterien. Das Unternehmen gab an, durch technologische Innovationen die Kosten von polymerbasierten Festkörperbatterien bis 2026 auf 2 Yuan/Wh senken zu wollen, was nahe an die Kosten herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien heranreicht. Die Massenproduktion von Festkörperbatterien soll bis 2030 aufgenommen werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die zehn weltweit führenden Lithium-Ionen-Unternehmen aktiv an der Entwicklung von Festkörperbatterien arbeiten und in diesem Bereich bedeutende Fortschritte erzielen. CATL ist mit seinem Fokus auf Festkörper- und Sulfidmaterialien führend und strebt eine Energiedichte von 500 Wh/kg an. Auch andere Unternehmen wie BYD, LG Energy Solutions, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech und Xinwanda verfolgen ihre jeweiligen technologischen Roadmaps und Zeitpläne für die Entwicklung von Festkörperbatterien. Der Wettlauf um die Vorherrschaft im Bereich der Festkörperbatterien ist in vollem Gange, und diese Unternehmen arbeiten mit Hochdruck an der Kommerzialisierung und Massenproduktion in den kommenden Jahren. Spannende Fortschritte und Durchbrüche werden die Energiespeicherbranche voraussichtlich revolutionieren und die breite Anwendung von Festkörperbatterien vorantreiben.