Auf die Batterien kommt es an. Und hier will ein Start-up-Unternehmen mit Sitz in einem Vorort von Detroit eine übergroße Rolle spielen und dabei helfen, die Automobilindustrie neu zu gestalten.

Die heutigen batterieelektrischen Fahrzeuge haben in den letzten zwölf Jahren große Fortschritte gemacht, als Nissan den Leaf vorstellte, das erste moderne Mainstream-Elektrofahrzeug. Die Reichweite eines typischen Elektrofahrzeugs ist von kaum 100 Meilen pro Ladung auf 200 oder mehr gestiegen. Gleichzeitig sind die Ladegeschwindigkeiten messbar gestiegen. Aber selbst die besten Elektrofahrzeuge erfüllen immer noch nicht die Erwartungen der meisten Autofahrer, wie aktuelle Studien von JD Power und anderen Analysten zeigen, insbesondere wenn es um die Kosten geht.

Hier hofft Our Next Energy, kurz ONE, mit zwei neuen Batterietechnologien ansetzen zu können, die angeblich eine größere Reichweite, kürzere Ladezeiten und deutlich geringere Kosten ermöglichen können. Das Unternehmen behauptet außerdem, dass seine Aries- und Gemini-Batterien im Wesentlichen feuerfest seien und löst damit ein weiteres lästiges Problem der Lithium-Ionen-Technologie, die derzeit den Markt für Elektrofahrzeuge dominiert.

Größere Reichweite, geringere Kosten

Es gibt immer noch viele Skeptiker, die sich fragen, ob ONE wirklich eine bessere Batterie liefern kann, ganz zu schweigen von zwei. Doch das Unternehmen gewinnt langsam an Fahrt, während es sich auf den Baubeginn seines ersten Werks vorbereitet, das ebenfalls in einem Vorort von Detroit ansässig ist. BMW testet derzeit eine Version des Gemini-Batteriepakets, die laut ONE bis zu 600 Meilen pro Ladung zurücklegen könnte – fast 50 % mehr als die derzeit von Tesla angebotene Batterie mit der größten Reichweite. Und ein Prototyp eines Pakets, das das Start-up Anfang dieses Jahres getestet hat, legte ganze 752 Meilen zurück, bevor es vollständig entleert war.

Diese Zahlen halfen ONE im vergangenen Februar, in seiner zweiten Eigenkapitalfinanzierungsrunde 300 Millionen US-Dollar aufzubringen, zusätzlich zu den 220 Millionen US-Dollar an Zuschüssen, die das Unternehmen vom Bundesstaat Michigan zur Finanzierung seines ersten Werks erhalten hatte. Der derzeit auf 1.2 Milliarden US-Dollar geschätzte Batteriehersteller geht davon aus, bis Ende des Jahres die Pilotproduktion in seinem Hauptsitz in Novi, Michigan, aufzunehmen. Laut ONE-Gründer und CEO Mujeeb Ijaz wird das eigene Batteriewerk bis zum vierten Quartal 2024 mit der Produktion beginnen. Ziel ist es, ein Jahr später die volle Kapazität zu erreichen.

Zu diesem Zeitpunkt könnte die Anlage genügend Zellen produzieren, um jährlich rund 500,000 Elektrofahrzeuge anzutreiben.

Kompromisse

Bis vor kurzem lag der Fokus der Branche vor allem auf Lithium-Ionen-Batterien, die auf einer Mischung aus Lithium, Kobalt, Mangan und Nickel basieren. Sie bieten die längste Reichweite, die derzeit bei Batterien erhältlich ist, die den Belastungen beim Antrieb eines Automobils standhalten. Es gibt jedoch eine Reihe von Problemen mit dieser chemischen Familie.

Die Rohstoffe, insbesondere Kobalt und Nickel, sind relativ selten, und die Kosten sind in den letzten 18 Monaten stark gestiegen, da immer mehr Autohersteller auf Elektrofahrzeuge setzen. Dies ist der Hauptgrund, warum ein typisches Elektrofahrzeug laut Daten von Kelley Blue Book etwa 5,000 US-Dollar mehr kostet als ein vergleichbares Benzinmodell.

Insbesondere diese beiden Metalle stellen auch die Gefahr eines Brandes dar. Ijaz und andere warnen, dass dies mit zunehmender Verbreitung von Elektrofahrzeugen häufiger auftreten könnte.

Ich suche eine bessere Alternative

Aus diesen Gründen haben zahlreiche Hersteller damit begonnen, eine alternative Batteriechemie zu verwenden: Lithium-Ionen-Phosphat. Es ist deutlich kostengünstiger, da es kein Kobalt benötigt, und das minimiert auch die Brandgefahr.

Aber diese Chemie, auch LFP genannt, beeinträchtigt die Reichweite. Aus diesem Grund verwenden Autohersteller wie Tesla und Ford es hauptsächlich in ihren Basismodellen mit kürzerer Reichweite.

„LFP-Batterien haben viele Vorteile gegenüber NCM-Batterien, einschließlich Kosten und Haltbarkeit“, sagte Ijaz diesen Monat während einer Hintergrundbesprechung in der ONE-Zentrale.

Hier glaubt Ijaz, dass er die Gleichung mit der Aries-Batterie von ONE ändern kann. Er behauptet, sein Unternehmen habe eine energiedichtere Version von LFP-Batterien entwickelt, die nur etwa 8 % der besten derzeit produzierten Lithium-Ionen-Technologie erreicht.

Widder und Zwillinge

Was vielleicht noch wichtiger ist: Schätzungen von ONE zufolge können die Produktionskosten auf bis zu 50 US-Dollar pro Kilowattstunde gesenkt werden, etwa halb so viel wie bei den derzeit günstigsten Lithium-Ionen-Batterien. Bei einem Fahrzeug mit 100 Kilowattstunden Zellen – was die meisten Elektrofahrzeuge benötigen, um eine Reichweite von mehr als 300 Meilen zu erreichen – könnten die Einsparungen etwa 5,000 US-Dollar betragen. Und das würde effektiv Preisparität mit benzinbetriebenen Fahrzeugen erreichen, behauptet Ijaz.

Aber das ist nur eine der Möglichkeiten, mit denen ONE das EV-Geschäft verändern möchte. Es wurde eine andere Batteriechemie entwickelt, die noch energiereicher ist als selbst die besten heutigen Lithium-Ionen-Zellen. Diese proprietäre Technologie eliminiert eine der Schlüsselkomponenten, die heute in praktisch allen Batterien zu finden sind: die Anode. Laut Ijaz liefert dieser Ansatz deutlich höhere Energiedichten – und je mehr Elektronen man in eine bestimmte Größe oder Masse packt, desto größer ist die potenzielle Reichweite, behauptet ONE.

Es gibt noch weitere potenzielle Vorteile, es gibt jedoch auch einen entscheidenden Nachteil. Heutige LFP- und Lithium-Ionen-Autobatterien haben typischerweise lange Lebenszyklen. Sie können mindestens 3,000 Mal vollständig geladen und entladen werden – was bedeutet, dass sie wahrscheinlich auch dann noch eine beträchtliche Reichweite bieten, wenn der Rest des Fahrzeugs zur Verschrottung bereit ist. Ijaz räumte ein, dass die „anodenfreie“ Batterie derzeit nur einige hundert vollständige Lade-Entlade-Zyklen liefern kann.

So funktioniert es

Um die attraktiveren Funktionen zu nutzen und gleichzeitig die Nachteile zu minimieren, hat ONE den Gemini entwickelt, ein Batteriepaket, das es mit einem Plug-in-Hybrid-Elektroantrieb vergleicht. Doch anstatt einen Benzinmotor mit batteriebetriebenen Motoren zu kombinieren, verwendet ein Gemini sowohl Lithium-Eisenphosphat- als auch anodenfreie Zellen.

Wenn ein Fahrzeug mit einem Gemini-Akku startet, bezieht es zunächst Strom aus einer Gruppe von LFP-Zellen, die möglicherweise 150 bis 200 Meilen pro Ladung zurücklegen können. Das sei mehr als genug für den täglichen Bedarf eines typischen US-Autofahrers, sagte Ijaz. Auf einer längeren Fahrt beginnt das Fahrzeug jedoch sofort und nahtlos, die anodenfreien Zellen anzuzapfen, wenn es mehr Strom benötigt.

Dies hat zur Folge, dass ein Fahrzeug die anodenfreien Batterien nur gelegentlich nutzt und selten vollständig entlädt. Das sollte ihr Leben praktisch auf unbestimmte Zeit verlängern, behauptet ONE.

Skeptiker

Über das Testprogramm hinaus, das Our Next Energy mit BMW gestartet hat, ist das Start-up noch nicht bereit, weitere Partner bekannt zu geben, mit denen es zusammenarbeitet – es gibt jedoch an, zehn Kunden angemeldet zu haben. Insider weisen darauf hin, dass dies auch einige in den Märkten für stationäre Antriebe und Lieferfahrzeuge betrifft. Es ist unklar, ob ONE bereits Kunden für leichte Fahrzeuge angemeldet hat.

Seine Technologie stößt bei Autoherstellern auf großes Interesse, aber die Frage ist, ob ONE schon bald eine Batterie liefern kann, die besser genug ist.

„Sie sind vielleicht besser als das, was wir jetzt haben, aber wir arbeiten bereits an unseren Batterien der nächsten Generation“, sagte ein leitender Angestellter, der für einen der Big 3 in Detroit arbeitet. (Er bat um Anonymität, um ohne Zustimmung des Unternehmens frei sprechen zu können.)

Fester Zustand

Auch wenn neuere Versionen der Lithium-Ionen-Chemie entwickelt werden, glauben einige Experten, dass der eigentliche Durchbruch mit der Einführung völlig neuer Chemikalien einhergehen wird. Einer der vielversprechendsten ist der sogenannte Festkörper. Es eliminiert die Flüssigkeiten und Gele, die traditionell in Batterien enthalten sind, und ersetzt sie durch Keramik oder ein anderes Material. Befürworter behaupten, Festkörperbatterien hätten eine höhere Energiedichte, schnellere Ladezeiten, ein geringeres Brandrisiko – und die Kosten seien mit den Angaben von ONE vergleichbar, nämlich nur 50 US-Dollar pro Kilowattstunde.

Toyota gab Anfang des Jahres bekannt, dass die Einführung der ersten Festkörperbatterien für Kraftfahrzeuge bereits Anfang 2026 geplant sei. Der breitere Konsens besteht jedoch darin, dass diese Technologie erst gegen Ende des Jahrzehnts einsatzbereit sein wird.

Welche Technologie sich durchsetzen wird, ist noch lange nicht sicher, aber ONE geht davon aus, dass sie im Vergleich zu den heute verfügbaren Batterien erhebliche Verbesserungen erzielen und dabei eine erhebliche Nische für seine Produkte erobern kann.

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• Quelle: https://www.thedetroitbureau.com/2023/08/battery-start-up-one-hopes-to-make-evs-far-more-appealing-and-affordable/