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Elektromobilität:Nachteil der Tesla-Batterien: die Feuergefahr

Außer Tesla wagt bisher kein Autohersteller solche kleinformatigen Rundzellen mit derart hoher Energiedichte einzusetzen. Grund ist die reaktionsfreudige Zellchemie: Bei Laptops und Handys ereignen sich ohne äußere Eingriffe immer wieder gefährliche Kurzschlüsse. Durch Fertigungsfehler können die kleinen Energiespeicher überhitzen. Dann blähen sie sich auf und explodieren im Extremfall. Eine derartige Kernschmelze hat fatale Folgen. Denn in Lithium-Ionen-Batterien steckt nicht nur brennbares Material, sondern auch chemisch gebundener Sauerstoff. Mit herkömmlichen Methoden lässt sich ein solches Batteriefeuer kaum löschen. Um eine Kettenreaktion zu vermeiden, verpackt Tesla die Akkus in separaten Stahlgehäusen. Zusätzlich wird die gesamte Batterie ummantelt, um sie vor Auffahrunfällen zu schützen.

Teslas Batteriestrategie hat sich in der Praxis bewährt. Auch, weil sich die Mini-Speicher von Panasonic platzsparend im Unterboden verstauen lassen. Ausgerechnet Samsung SDI, unter anderem Zelllieferant für den BMW i3, hat auf der IAA nun seinerseits solche 2170-Rundzellen vorgestellt. Die Elektro-Start-ups Lucid Motors und Faraday Future wollen die neuen Zellen verwenden. Samsung SDI verspricht für 2021 eine Reichweite von 600 Kilometern bei einer kompakten Bauform. Andere Batterietypen holen allerdings auf.

BMW favorisiert Zellen im Taschenbuch-Format

BMW favorisiert weiterhin besonders sichere prismatische Zellen. Die Energiespeicher im Taschenbuch-Format stecken in stabilen Metallgehäusen. Sie sollen eine thermische Kettenreaktion verhindern, machen diesen Batterietyp aber auch relativ schwer, groß und teuer. Deshalb waren mehrere Entwicklungszyklen nötig, um zu Tesla aufzuschließen. "Wir wussten 2010, dass wir die Energiedichte bis 2020 mindestens verdoppeln müssen", so Fröhlich. Um einen Speicher von rund 500 Kilogramm Gewicht für 600 Kilometer Reichweite umsetzen zu können, gründeten die Münchner ein eigenes Entwicklungszentrum. Klaus Fröhlich: "Wir haben Ende 2016 den Durchbruch geschafft mit einer neuen Zelltechnologie, die ab 2021 verfügbar ist. Ich erwarte, dass wir die Batterie-Energiedichte gegenüber 2010 verzweieinhalbfachen werden."

Teslas Vorsprung lässt sich mit umgebauten konventionellen Autos nicht einholen. Deshalb entsteht bei Jaguar wie bei vielen anderen Herstellern eine eigenständige Elektro-Plattform: "Das I-Pace Concept ist ein kompromisslos konzipiertes Elektrofahrzeug, das auf einem weißen Blatt Papier entwickelt wurde", betont Wolfgang Ziebart.

Jaguar ist schneller als BMW

Der Direktor Technische Entwicklung war früher BMW-Vorstand. Um so größer ist sein Ehrgeiz, im sportlichen Wettbewerb mit den Münchnern die Nase vorn zu haben. Schneller sind die Briten mit dem I-Pace allemal. 2018 soll er sowohl beim Auftragsfertiger Magna in Steyr als auch in China vom Band laufen. Natürlich mit den markentypischen Eigenschaften: "Der I-Pace nutzt das volle Potenzial eines Elektrofahrzeugs in Bezug auf Platzausnutzung, Fahrspaß und Performance", so der Entwicklungschef der Jaguar Land Rover Markengruppe.

Der SUV mit der "Performance eines Sportwagens" nutzt Pouch-Zellen, die wie flexible Kühl-Pads aussehen. Ihr wichtigster Vorteil gegenüber Rundzellen sei die höhere nutzbare Energiedichte: "Die Leistungsfähigkeit von Pouch-Zellen ist etwas besser, weil die Zellen geschichtet und nicht gerollt sind. Deshalb können sie länger maximale Leistung liefern. Pouch-Zellen verschaffen uns überdies die nötige Gestaltungsfreiheit für die Dimensionierung des Batteriesatzes", so Ziebart. Der 67-Jährige ist sich sicher, dass die Lebensdauer der Batterie die des Fahrzeugs übertreffen wird. "Typischerweise halten Zellen etwa 1000 Zyklen, also 1000 Mal voll aufladen, entladen und wieder voll laden. In unserem Fall wäre das eine Lebensdauer von 500 000 Kilometern." Doch auch die Tesla-Rundzellen erweisen sich als erstaunlich langlebig, weil eine intelligente Batteriesteuerung verhindert, dass sie über die Maßen gestresst werden.

Das ist umso verblüffender, weil die Zellen an Tesla-Superchargern mit 120 kW druckbetankt werden. So viel Ladeleistung mutet Jaguar den Pouch-Zellen nicht zu. Statt in einer halben Stunde 80 Prozent ihrer Kapazität nachzufüllen, braucht der Jaguar-Akku 90 Minuten an einem 50-kW-Gleichstromanschluss. Das ist ein klarer Nachteil bei der Langstreckentauglichkeit. Erst recht, wenn die deutschen Hersteller ihr angekündigtes Netz von Hochleistungsladern mit mehr als 150 kW Leistung installieren. Wer die "Performance eines Sportwagens" wirklich nutzt, kann zuschauen, wie die Energiereserve zur Neige geht. Wie gesagt: Um Umweltfreundlichkeit geht es bei der E-Mobilität 2.0 nur am Rande.

© SZ vom 23.09.2017/harl
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