Chinesische Forscher haben eine auf Aluminium basierende Lithium-Ionen-Batterie erfolgreich unter realen Bedingungen bei –25 °C getestet und dabei eine Entladeeffizienz von über 92 % und eine schnelle 20-minütige Schnellladung erreicht. Der von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) in der Provinz Heilongjiang durchgeführte Durchbruch markiert das erste Mal, dass diese Batterietechnologie in einem serienmäßigen Elektrofahrzeug (EV) zur Bewertung bei extremer Kälte eingesetzt wird.
Wichtigste Ergebnisse: Leistung bei kaltem Wetter
Die Batterie nutzt eine Aluminiumanode mit speziellen Legierungselementen, um ihren Betriebstemperaturbereich zu erweitern und zeigt im Labor eine Stabilität von –70 °C bis +80 °C. Während des Feldtests behielt ein Geely Galaxy E5 (international als EX5 EV verkauft) nach einem 24-stündigen Kaltbad bei –25 °C eine Entladungseffizienz von über 92 % bei typischen städtischen Fahrzyklen bei. Darüber hinaus erreichte die Batterie mithilfe der vorhandenen Ladeinfrastruktur in etwa 20 Minuten einen Ladezustand von 90 %.
Warum das wichtig ist: Lithium-Ionen-Batterien erleiden traditionell einen erheblichen Kapazitätsverlust unter –20 °C, was Elektrofahrzeuge in kalten Klimazonen unzuverlässig macht. Diese Innovation beseitigt direkt eine große Hürde für die Einführung von Elektrofahrzeugen in Regionen mit strengen Wintern, wie großen Teilen Nordamerikas, Europas und Russlands.
Technologie hinter dem Durchbruch
Die auf Aluminium basierende negative Elektrode der Batterie ist mit Legierungselementen modifiziert, um die Ionenmobilität zu verbessern und die Energiedichte auch bei niedrigen Temperaturen aufrechtzuerhalten. Wärmemanagementsysteme leiten die Wärme beim Laden bei Minusgraden effektiv ab, ohne auf sperrige Isolierung oder aktive Heizung angewiesen zu sein. Labortests bestätigten, dass Spannung und Entladeraten über wiederholte Zyklen hinweg konstant blieben.
„Dies ist ein entscheidender Schritt, um Elektrofahrzeuge in kalten Klimazonen einsetzbar zu machen. Das schnelle Laden und die hohe Effizienz bei –25 °C sind für die aktuelle Lithium-Ionen-Technologie beispiellos.“
Branchenkontext und Vergleich
CAS hat kürzlich auch eine Flüssig-Festkörper-Lithiumbatterie unter Laborbedingungen bei –34 °C getestet, die etwa 85 % der Nennkapazität beibehält. Der Versuch mit einer Batterie auf Aluminiumbasis ist jedoch der erste reale Einsatz in einem Serien-Elektrofahrzeug.
Allgemeinere Trends: China ist führend bei der Weiterentwicklung alternativer Batterietechnologien, einschließlich Natrium-Ionen- und Festkörperbatterien, die alle darauf abzielen, die Einschränkungen der herkömmlichen Lithium-Ionen-Leistung bei extremen Temperaturen zu überwinden. Die auf Aluminium basierende Batterie hat bereits nationale Patentumwandlungsanträge erhalten und gilt auch als potenzieller Kandidat für die Energiespeicherung im Smart Grid.
Zukunftsausblick
Obwohl vor einer breiten Einführung weitere Tests und Integrationen erforderlich sind, stellt diese Entwicklung einen bedeutenden Fortschritt dar. Die Fähigkeit, bei Minustemperaturen eine hohe Effizienz aufrechtzuerhalten und schnell aufzuladen, könnte die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen in kälteren Regionen beschleunigen und den Markt für chinesische Elektrofahrzeughersteller wie Geely erweitern.
Der Erfolg dieses Versuchs legt nahe, dass die Batterieleistung bei kaltem Wetter keine theoretische Herausforderung mehr, sondern ein erreichbares Ziel ist und den Weg für zuverlässigere und praktischere Elektrofahrzeuge in allen Klimazonen ebnet.
