Es folgen zahlreiche offizielle Ankündigungen zu All-Solid-State-Batterien. Das letzte Schwachstellelement bei reinen Elektromobilen soll bald ausgeglichen werden.

Die ultimative Form des reinen Elektromobils ist da

Für die Branche der Elektromobile hat es in letzter Zeit fast das Gefühl, dass das Schicksal auf ihrer Seite steht.

Zunächst gab es eine plötzliche Wende in der geopolitischen Lage. Bisher gab es beim Export von Elektromobilen aus China immer Zoll- und politische Barrieren. Einige ausländische Märkte mit hohem Kaufvermögen setzten oft hohe Zölle auf chinesische Elektromobile oder verboten sie sogar, um ihre heimische Automobilindustrie zu schützen.

Aber in letzter Zeit haben Europa, Kanada und andere Regionen immer wieder gute Absichten und Zuversicht gezeigt und die Türen für chinesische Elektromobile geöffnet. Insbesondere die EU hat sogar aktiv gefordert, dass die Preise erhöht werden. Dies hat die Elektromobilmarken in China, die in einem harten Wettbewerb stecken, fast auf einmal von der Enge befreit.

Natürlich hat auch jemand Einwände geäußert und argumentiert, dass in Regionen mit hoher Breite wie Kanada der Winter lang und kalt ist, sodass die Batterien chinesischer Elektromobile möglicherweise nicht das gewünschte Niveau erreichen können. Man sollte sich nicht zu optimistisch sein.

Seien Sie geduldig und schauen Sie sich die zweite Nachricht an: Am 22. Januar hat CATL offiziell die "Tianxing II" Batterie für leichte Nutzfahrzeuge in der Kälteversion angekündigt.

Außer als die weltweit erste massenproduzierte Natriumbatterie im Bereich der leichten Nutzfahrzeuge hat die "Tianxing II" auch ein größtes Merkmal: Diese Batterie kann in einer extrem kalten Umgebung von minus 40 Grad Celsius 90 % ihrer nutzbaren Ladung behalten. Bei minus 30 Grad Celsius kann sie sofort aufgeladen werden, und bei minus 15 Grad Celsius kann sie in 30 Minuten von 20 % auf 80 % der Ladung aufgeladen werden.

Mit diesen gezielten Merkmalen ist die "Tianxing II" fast eine Waffe gegen die Probleme wie Reichweitenverlust und Ladebeschränkungen in der extremen Winterumgebung in Regionen mit hoher Breite.

Man kann vernünftigerweise vermuten, dass die Produktvorstellung von CATL an diesem Zeitpunkt der politischen Wende im Ausland wie ein "Dumpling" für das "Essig" ist. Die Unterstellung ist, dass wir der Welt verkünden: Egal in den nordöstlichen Provinzen Chinas oder in Skandinavien und Kanada, das letzte Hindernis für Elektromobile, das von der geographischen Umgebung beeinflusst wird, ist von uns besiegt.

Ehrlich gesagt, dies ist ein sehr großer technologischer Durchbruch in der Elektromobilbranche, aber die Reaktion auf dem Markt war nicht so heiß wie erwartet. Der Kern liegt darin, dass in der Woche vor und nach der Veröffentlichung der "Tianxing II" Gerüchte auf dem Markt kursierten, dass die Festkörperbatterie von Huawei bald auf den Markt kommen würde und die zugehörigen Daten waren einfach atemberaubend:

Eine volle Ladung reicht für 3000 Kilometer. In fünf Minuten können 800 Kilometer aufgeladen werden, und in zehn Minuten kann die Batterie auf 80 % aufgeladen werden.

Egal, ob diese Nachricht wahr oder falsch ist, seitdem diese Nachricht herausgekommen ist, beginnen die Menschen bereits die ultimative Form der Elektromobile vorauszusehen.

A. 

Wenn man sich zunächst den Entwicklungspfad der Batterien ansieht, wird man verstehen, warum der Markt so empfindlich auf solche Nachrichten reagiert.

Zu Beginn der Entwicklung der Elektromobilbranche war die "ternäre Lithiumbatterie" von Tesla die dominierende Technologie. Im Vergleich zu den frühen Blei-Säure-Batterien hat die ternäre Lithiumbatterie eine höhere Energiedichte und eine längere Reichweite bei gleicher Größe. Die Reichweite beträgt im Allgemeinen über 700 Kilometer und kann im Extremfall sogar über 1000 Kilometer erreichen. Aber die Nachteile sind auch bekannt: Sie erfordert eine strenge Wärmeverwaltung, ist teuer und neigt zum Feuer. Die Nachrichten in den letzten Jahren berichteten fast immer über solche Fälle.

Später, als die chinesischen Elektromobilmarken explodierten, haben BYD und CATL eine andere Technologie, die "Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie", gewählt. Im Vergleich zur ternären Lithiumbatterie hat die Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie den größten Vorteil, dass sie kostengünstig, sicher und langlebig ist. Allerdings ist ihre Energiedichte durch die technologischen und materiellen Grenzen begrenzt. Die Reichweite einer Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie in einem kleinen reinen Elektro-Nutzfahrzeug kann unter normalen Bedingungen fast 800 Kilometer erreichen, was bereits die Grenze ist.

Aber die Technologie der Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie ist aufgrund ihrer niedrigen Kosten, der Selbstkontrolle der Schlüsselrohstoffe, der fehlenden Patentbarrieren in der Kerntechnologie und der ausreichenden Reichweite für den täglichen Bedarf ideal für die chinesische Realität. Deshalb konnten wir in den letzten Jahren immer wieder sehen, dass führende Unternehmen wie BYD, CATL, EVE Energy, Guoxuan High-Tech und Sunwoda ständig an der Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie arbeiten und diese mäßige Technologie zu einer starken Technologie gemacht haben.

Insbesondere hat CATL vor drei Monaten die vollständige Massenproduktion der fünften Generation von Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien angekündigt, und die Reichweite nähert sich fast 1200 Kilometer. Im Vergleich zur weltweit verbreiteten ternären Lithiumtechnologie sind chinesische Elektromobile kostengünstiger, haben keinen Markenaufschlag, bieten eine bessere intelligente Fahrzeuginteraktion und haben sogar eine ähnliche oder sogar bessere Reichweite. Worauf können ausländische Elektromobile dann konkurrieren?

Dies ist auch der grundlegende Grund, warum die alten Importautomarken in der Elektromobilbranche von den chinesischen Marken geschlagen wurden.

B. 

Aber egal wie stark die Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie entwickelt wird, es gibt immer noch Grenzen. Am direktesten ist, dass bei minus 20 Grad Celsius die Kapazitätserhaltung der Batterie im Allgemeinen unter 70 % liegt und die Ladegeschwindigkeit sehr langsam ist. Deshalb behalten Benzinfahrzeuge in Regionen mit hoher Breite und Kälte immer noch einen festen Platz. Außerdem erreichen die Reichweite und die Ladefähigkeit von Elektromobilen immer noch nicht den Zustand von Benzinfahrzeugen, die jederzeit aufgefüllt werden können, was immer ein "Knoten" in den Herzen der Verbraucher bleibt.

Was noch wichtiger ist, wenn die Welt auf die Lithiumtechnologie setzt, wird das Lithiumerz natürlich zu einer wichtigen strategischen Ressource. Zwischen 2020 und 2024 stieg der Preis von Lithiumcarbonat von 6000 US-Dollar pro Tonne auf 83000 US-Dollar, was eindeutig ein Verkäufermarkt ist. Die gesamte Elektromobilbranche braucht dringend eine neue Technologie, auch wenn es nur eine Alternative ist, ist es besser als, alles auf das Element Lithium zu setzen.

Die Natriumbatterie, wie die oben erwähnte "Tianxing II", ist in diesem Kontext entstanden. Auf der Vorstellung am 22. Januar hat der CTO von CATL zuversichtlich gesagt, dass die Entwicklung der Natriumbatterie die gleiche Route wie die Lithiumbatterie nehmen wird. Aber basierend auf den bereits gesammelten Erfahrungen und Technologien wird die Entwicklungskurve und der Anstieg der Natriumbatterie schneller sein. In den nächsten drei Jahren kann CATL die Energiedichte der Natriumbatterie fast auf das Niveau der heutigen Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie bringen und die Natriumbatterie wirtschaftlicher als die Lithiumbatterie machen.

Aber die Natriumbatterie kann nur die Probleme in der extremen Umgebung lösen und kann die Verbraucher nicht vollständig in die Energiefreiheit bringen. Die gesamte Branche braucht dringend eine neue Technologie mit hoher Reichweite, hoher Sicherheit, kontrollierbaren Kosten, stabilen Eigenschaften und Schnellladefähigkeit.

Festkörperbatterie.

Alle Akteure in der Branche sind sich bereits einig: Der Schmuckstein der nächsten zehn Jahre in der Industrie kann nur die Festkörperbatterie sein. Sie wird das "Smartphone-Moment" im Energiebereich sein, eine Revolution, die die gegenwärtige Situation völlig umstürzen wird. Was noch wichtiger ist, alle Festkörperbatterien auf der Welt befinden sich noch in der Laborphase, und der technologische Abstand ist noch nicht groß. Dies ist die letzte Chance für alle Industriellen - entweder ein früher Durchbruch und reichlich Profit oder aus der Konkurrenz fallen und sich auf andere verlassen.

C. 

Wie stark ist die Festkörperbatterie? Lassen Sie uns zunächst einen einfachen Datenvergleich ansehen.

Nehmen wir die ternäre Lithiumbatterie mit höherer Leistung als Beispiel. Ihre Energiedichte beträgt 300 Wh pro Kilogramm. Aber die einfachste Sulfid-Festkörperbatterie, die sich noch im Labor befindet, hat bereits eine Energiedichte von 720 Wh pro Kilogramm, was mehr als doppelt so viel ist. Das heißt, bei gleicher Größe kann ein kleines Nutzfahrzeug, das mit einer Festkörperbatterie ausgestattet ist, leicht eine Reichweite von über 2000 Kilometer erreichen.

Beim Laden ist die Ladegeschwindigkeit der Lithiumbatterie begrenzt. Selbst die schnellste Superladesäule kann in 15 Minuten nur von 5 % auf 80 % der Ladung aufladen. Aber die Sulfid-Festkörperbatterie hat bereits die Möglichkeit, in fünf Minuten vollständig aufgeladen zu werden. Die Wartezeit ist bereits vergleichbar mit der eines Benzinfahrzeugs. Außerdem hat die Sulfid-Festkörperbatterie keine Brand-, Leck- oder thermische Überlastungsgefahr und hat eine höhere Sicherheitsstufe als ein Benzintank.

Beim Lebenszyklus zeigt die ternäre Lithiumbatterie nach etwa 1500 Ladezyklen einen deutlichen Energierückgang. Die Festkörperbatterie kann diesen Wert auf etwa 3000 Zyklen erhöhen, sodass die Verbraucher sich fast nicht mehr um das Austauschen der Batterie kümmern müssen.

Eine Reichweite von über 2000 Kilometer, fünf Minuten Schnellladung, keine Gefahren und eine Lebensdauer von etwa fünfzehn Jahren ist die ultimative Form des reinen Elektromobils. Außerdem kann die hohe Energiedichte auch verschiedene intelligente Geräte mit Strom versorgen und tatsächlich das "All-Szenario-Mobile-Zuhause", das die chinesischen Elektromobilmarken so sehr wünschen, verwirklichen.

Außerdem, wenn die Festkörperbatterie miniaturisiert und in Mobiltelefone, Laptopcomputer oder andere Elektrogeräte eingebaut werden kann, wird das Produkt-Erlebnis exponentiell steigen. Wenn man sich noch weiter vorstellen kann, dass zukünftig Stromfresser wie humanoide Roboter, Drohnen und reine Elektroflieger mit einer reiferen und leistungsfähigeren Festkörperbatterie ausgestattet werden können, werden viele Szenen aus Science-Fiction-Filmen tatsächlich Realität werden.

D. 

Angesichts des großen Marktpotenzials und der Gewinne sind alle, ob Automobilhersteller oder Batteriehersteller, ob in China oder im Ausland, verrückt geworden.

Für Automobilhersteller machen die Batteriekosten etwa 40 % der Gesamtkosten eines Fahrzeugs aus. Das heißt, für ein Elektromobil im Wert von 200.000 Yuan müssen die Hersteller 80.000 Yuan für die Batterie ausgeben, was nicht nur die Produktqualität begrenzt, sondern auch den Gewinnraum einschränkt. Sobald ein Hersteller die Festkörperbatterie entwickelt, kann er bedenkenlos einen Preisvergleich beginnen und seine Konkurrenten völlig schlagen. Man muss wissen, dass die Grundlage, warum BYD 2024 einen Preisvergleich begonnen hat, darin liegt, dass es mit seiner eigenen Batterie die Kosten um etwa 15 % senken kann.

Für Batteriehersteller ist die Festkörpertechnologie das "Heilige Gral", das nicht verloren gehen darf. Gegenwärtig nehmen chinesische Unternehmen in der Flüssigbatteriebranche die weltweit führende Position ein. Nur CATL und BYD zusammen haben 70 % des globalen Marktes für Traktionsbatterien. Sobald der Markt verloren geht, ist es nicht nur für die Unternehmen schwer zu akzeptieren, sondern auch die gesamte nationale Strategie, Sicherheit und wirtschaftliche Lebensader werden schwer getroffen.

Für die alten ausländischen Automobil- und Batteriehersteller, die von den chinesischen Unternehmen fast an den Rand des Aussterbens gebracht wurden, ist die Festkörperbatterie die letzte Chance, sich wieder aufzurichten. Gegenwärtig sind die japanischen und koreanischen Automobil- und Batteriehersteller offensichtlich verrückt geworden: Toyota hat über 2100 Patente für Festkörperbatterien und plant, 2027 das erste Fahrzeug mit einer vollständigen Festkörperbatterie auf den Markt zu bringen. Samsung SDI zielt ebenfalls auf die Massenproduktion im Jahr 2027 ab. Die Testfahrzeuge von Mercedes und BMW mit vollständigen Festkörperbatterien haben bereits Straßenversuche begonnen.

Ob es nur leeres Gerede oder echte Anstrengungen sind, ist unbekannt.

E. 

Also die Frage ist, wie weit ist die Festkörperbatterie, ein so starkes Produkt, von der Massenproduktion und kommerziellen Nutzung entfernt?