Festkörperzellen von Factorial sind nun geeignet für Elektroautos

(Motorsport-Total.com/Motor1) - Die Festkörperbatterie von Stellantis und Factorial Energy macht Fortschritte. Nun wurden Zellen von Factorial durch Stellantis für den Einsatz in Elektroautos validiert - das heißt, sie sind nach Ansicht von Stellantis geeignet für E-Autos.

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Infografik: Kennziffern der Festkörperbatterie von Factorial und Stellantis Zoom

Die Validierung ist ein Schritt auf dem Weg zum nächsten Meilenstein: 2026 will Stellantis einen Demonstrator auf Basis des Dodge Charger mit Zellen von Factorial auf die Straße stellen. Danach kann der ganze Akku mitsamt Thermomanagement, Leistungselektronik etc. erprobt werden.

Stellantis spricht von einem Durchbruch bei den Festkörperbatterien. Dabei geht es um Zellen in einer für Elektroautos geeigneten Größe, so Stellantis. Die validierten Zellen haben eine Energiedichte von 375 Wattstunden pro Kilogramm. Zum Vergleich: Konventionelle Batteriezellen mit NMC-Chemie und flüssigem Elektrolyt erreichen heute typischerweise Werte von 250 Wh/kg, auch wenn schon Zellen mit bis zu 500 Wh/kg vorgestellt wurden.

600 Zyklen

Die Zellen sind vom Typ FEST (Factorial Electrolyte System Technology), für die Energiedichten von über 390 Wh/kg angekündigt sind - dieser Wert ist mit 375 Wh/kg nun fast erreicht. Die FEST-Zellen haben eine Lithium-Metall-Anode, einen quasi-festen Elektrolyt aus einem Polymer und eine Kathode mit hoher Kapazität. Bei der noch weiter fortgeschrittenen "Solstice"-Technik von Factorial wird dagegen ein komplett fester Elektrolyt auf Sulfid-Basis verwendet.

Die Energiedichte von 375 Wh/kg wird offenbar für 600 Zyklen gehalten. Standard in der Branche sind eigentlich 1.000 Zyklen, doch 600 Zyklen sind auch schon ordentlich: Bei einer Reichweite des Elektroautos von zum Beispiel 500 km hieße das: Die Zellen halten 300.000 km. also zum Beispiel zehn Jahre bei 30.000 km jährlicher Fahrleistung.

Beim Aufladen sind die Zellen ebenfalls schnell: Sie lassen sich in 18 Minuten von 15 auf über 90 Prozent bringen, schreibt Stellantis. Das ist etwa so schnell, wie sich gute heutige Flüssigelektrolyt-Zellen laden lassen, wie sie zum Beispiel im Porsche Taycan oder Hyundai Ioniq 5 eingesetzt werden, bei denen sich der Akku in 18 min von 10 auf 80 Prozent aufladen lässt.

Entwicklung seit vielen Jahren

Darüber hinaus ermöglichen die Factorial-Zellen Entladeraten von bis zu 4C, was relativ hohe Antriebsleistungen ermögliche. Rechnen wir nach, ob das für die Parameter des heutigen Dodge Charger reichen würde. Der hat einen 94-kWh-Akku. 4C würde bedeuten, dass sich dieser Akku in einer Viertelstunde entladen ließe. Das entspricht einer Leistungsabgabe von 94 kWh / 0,25h = 376 kW. Damit würde die Entladerate von 4C für den Charger mit Heckantrieb ausreichen, der 370 kW Antriebsleistung bietet, nicht aber für den Allradler mit 500 kW.

Der Elektrolyt ermöglicht den Betrieb der Batterie bei Temperaturen von -30 bis +45 Grad Celsius. In diesem Bereich müsste die Kühlung also den Akku halten. Das sagt allerdings wenig aus, wenn man nicht weiß, wie viel Wärme die Zellen durch ihren Innenwiderstand beim Laden entwickeln.

Stellantis und Factorial arbeiten bereits seit einigen Jahren bei der Festkörperbatterie zusammen. Schon 2021 investierte Stellantis 75 Millionen Dollar in das US-Unternehmen. Die nun erfolgte Validierung der Zellen ist ein Schritt auf dem Weg zum Demonstrator, der Demonstrator ist ein Schritt zum Serienauto. Wann der Festkörperakku dann auf den Markt kommt, ist also noch lange nicht klar.

Unter dem Strich

Energiedichte, Lebensdauer, schnelles Laden, Sicherheit und Kosten: Neue Batteriezellen müssen eine Vielzahl von Parametern haben, um sich für Elektroautos zu eignen. Und alle Daten werden in Pressemeldungen so gut wie nie genannt. Die FEST-Zelle von Factorial aber ist schon recht weit, wie es aussieht. So handelt es sich nicht mehr um eine winzige Labor-Zelle, sondern sie hat eine nutzbare Größe - vermutlich ist es eine Pouch-Zelle, denn solche werden auf der Factorial-Website gezeigt.

Energiedichte und schnelles Laden sind schon recht gut, wenn auch noch nicht wesentlich besser als bei Zellen mit Flüssigelektrolyt. Die Zyklenfestigkeit entspricht noch nicht dem Goldstandard der Branche, zur kalendarischen Haltbarkeit gibt es noch keine Daten. Auch fehlen noch die volumetrische Energiedichte, die Wärmeabgabe beim Laden und nicht zuletzt die Herstellungskosten, mit denen zu rechnen ist. Dennoch: In Gedanken erheben wir gern das Glas und feiern mit.

Quelle: Stellantis

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