Festkörperbatterien, sie kommen wirklich.

Der Sprung von der Größenvorteile zur Definition von Standards.

Kurz vor dem Nationalfeiertag in diesem Jahr haben sieben Ministerien, darunter das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie und das Entwicklungs- und Reformkomitee, einen ehrgeizigen Industrieplan vorgelegt.

Am 28. September 2026 haben sieben Ministerien gemeinsam den „15. Fünfjahresplan“ für die Entwicklung der neuen Batterieindustrie herausgegeben (Gemeinsame Verordnung des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie Nr. 220 [2026]). Dies ist die erste nationale spezielle Planung im chinesischen Batteriebereich, und zum ersten Mal wurden Festkörperbatterien in den nationalen Zeitplan aufgenommen – bis 2030 sollen Festkörperbatterien zunächst in großem Maßstab eingesetzt werden.

Das Dokument enthält zudem zwei strengere Kennzahlen: Die Zykluslebensdauer von langlebigen Lithiumbatterien erreicht 15.000 Zyklen, und die Fehlerrate der Produkte führender Unternehmen sinkt auf das PPB-Niveau (ein Teil pro Milliarde). Die Behörde hat auf direkteste Weise die zukünftige Richtung der heimischen Leistungsbatterieindustrie festgelegt.

Flüssigbatterien sind derzeit noch die absolute Hauptkraft, während Festkörperbatterien die Schwelle zur Massenproduktion noch nicht überschritten haben. Die Lücke dazwischen wird vorübergehend durch Mischbatterien aus festem und flüssigem Stoff gefüllt. Diese Art von Produkt, das viele für ein Übergangsprodukt halten, ist seit Ende letzten Jahres schrittweise in Massenproduktion gegangen und auf den Markt gekommen.

▲ Das MG4 erzielt derzeit gute Marktergebnisse, was teilweise an der Preisgestaltung liegt, aber auch die Vorteile der halbfesten Batterie tragen dazu bei

SAIC Motor plante 2024 die Einführung der Zhiji Lightyear-Version L6, die erstmals die von SAIC QingTao entwickelte Lightyear-Halbfestbatterie verbaut, aber dieses Modell wurde später eingestellt. Erst Ende letzten Jahres wurde in der neuen Generation des MG4 die zweite Generation der Halbfestbatterie erstmals verbaut und in Massenproduktion auf den Markt gebracht, wodurch diese Technologie in die Preisklasse von 100.000 Yuan gelangte. Das 150-kWh-Batteriepaket von NIO (die Zellen werden von Welan New Energy geliefert, mit 360 Wh/kg) wurde im Juni 2024 auf den Markt gebracht und in Betrieb genommen.

▲ Das 150-kWh-Batteriepaket von NIO kann auch als „nach langem Warten endlich erschienen“ bezeichnet werden

Das eigentliche Problem liegt aber bei den Festkörperprodukten. Toyota hat die Massenproduktion seiner ersten Festkörperbatterie-Fahrzeuge auf 2028 verschoben, Nissan plant dies für das Geschäftsjahr 2028. In den letzten zwei Jahren handelte es sich bei den meisten Nachrichten über die Massenproduktion von Festkörperbatterien tatsächlich um Mischprodukte aus festem und flüssigem Stoff, die noch Elektrolyt enthalten. Dennoch gibt es Fortschritte: Zumindest in diesem Jahr sind die Marktkosten für Sulfid-Festelektrolyte von zuvor 20 Millionen Yuan pro Tonne auf unter 1 Million Yuan pro Tonne gesunken. Die Pilotlinien sind dicht in Betrieb genommen worden, und 60-Ah-Festkörperzellen werden nun hergestellt. Der letzte Abschnitt des Weges bestimmt, wer im nächsten Jahrzehnt am Spieltisch bleibt.

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Die letzten drei Hürden und die Mischbatterie aus festem und flüssigem Stoff, die einen Schritt voraus ist

Flüssiger Elektrolyt verhält sich wie Wasser und kann in jede Spalte der Elektrode eindringen, während bei Festkörperbatterien Festkörper auf Festkörper treffen, sodass der Grenzflächenwiderstand 60~80 % des Gesamtwiderstands ausmacht. Beim Laden und Entladen dehnen sich die Elektroden wiederholt aus und ziehen sich zusammen, die Kontaktflächen reißen auf und schließen sich wieder, wodurch Mikrorisse, Nebenreaktionen und Lithiumdendrite gleichzeitig auftreten.

Die Daten kleiner Proben im Labor sind hervorragend, aber sobald sie auf zertifizierte Automobilzellen skaliert werden, treten Probleme gehäuft auf. Dies ist ein typischer Skalierungseffekt, der nicht an einer nicht abgestimmten Rezeptur liegt. Die zentrale Schwierigkeit der Massenproduktion besteht darin, drei Hürden zu überwinden –

Die erste Hürde ist die Grenzfläche: Die Hochspannung an der positiven Elektrode zersetzt den Elektrolyten oxidativ, während das Lithiummetall an der negativen Elektrode die Reduktion des Elektrolyten antreibt, sodass auf beiden Seiten ständig hochohmige Schichten entstehen;

Die zweite Hürde sind Lithiumdendrite: Sulfid ist relativ weich, Lithium scheidet sich dennoch entlang der Korngrenzen und Mikroporen ab. Um den Kontakt aufrechtzuerhalten, ist oft ein äußerer Druck von 50~150 MPa erforderlich. Zu hoher Druck führt zum Durchdringen von Dendriten, zu geringer Druck führt zum Kontaktverlust;

Die dritte Hürde liegt bei Kosten und Herstellung: Sulfid reagiert mit Wasser und Sauerstoff zu hochgiftigem Schwefelwasserstoff. Der Taupunkt der Produktionslinie muss unter -40 ℃ oder sogar -70 ℃ liegen. Die Investition pro GWh an Ausrüstung ist 2~3 Mal so hoch wie bei einer Flüssigbatterie-Produktionslinie. Selbst bei optimistischer Schätzung liegen die Kosten für Festkörperzellen in der Anfangsphase der Massenproduktion über 2 Yuan pro Wh, sogar über 3 Yuan, während die Kosten für Lithiumeisenphosphat-Zellen bereits unter 0,5 Yuan pro Wh gedrückt wurden.

Natürlich liegt aus der Perspektive der möglichst schnellen Massenproduktion und des Einbaus in Fahrzeuge der eigentliche Engpass derzeit bei der oben genannten ersten Hürde, nämlich dem Problem des Grenzflächenwiderstands. Flüssiger Elektrolyt hat eine gute Fließfähigkeit und kann die Elektrodenoberfläche vollständig benetzen.

Bei den bereits in Fahrzeugen verbauten Halbfest-/Mischbatterien aus festem und flüssigem Stoff kann selbst dann, wenn die feste Elektrolyt-Grenzflächenmembran nach starken Erschütterungen der Zelle reißt, eine geringe Menge verbliebenen Elektrolyts eindringen und die Grenzflächenmembran neu bilden. Das Festkörpersystem hat jedoch keine Fließfähigkeit: An den Defekten der Grenzflächenmembran reichern sich Stoffe an, was zu lokal dicken, ungleichmäßig zusammengesetzten Strukturen führt. Sobald der Kontakt verloren geht, ist er dauerhaft verloren. Der tatsächliche Zustand des Festelektrolyten ähnelt eher einem zu einem Block gepressten Kuchen aus Pulver: Die Porosität des kaltgepressten Sulfidfilms beträgt bis zu 25~28 %, er wirkt dicht, besteht aber tatsächlich aus angesammelten Partikeln. Beim Laden und Entladen dehnen sich die Elektroden wiederholt aus und ziehen sich zusammen. Gemessene Druckwellen pro Zyklus erreichen bis zu 1,25 MPa, sodass Grenzflächenermüdung allmählich Mikrorisse und Ablösungen verursacht.

▲ Flüssige Elektrolyte haben den großen Nachteil, dass sie nach dem Bruch der Kapselung selbstentzünden, aber auch den Vorteil einer lückenlosen Benetzung für guten Kontakt. Bei Festelektrolyten ist die Situation völlig anders

Um dieses Problem zu lösen, müssen Festkörperzellen in einem Hochdruck-Kapselungsverfahren hergestellt werden. Frühe im Labor hergestellte und gezeigte Festkörperbatterie-Proben verwendeten bereits ein Kapselungsverfahren mit 20 MPa. Für die Massenproduktion ist das 20-MPa-Verfahren offensichtlich nicht praktikabel, daher verwenden die meisten Unternehmen mit Sulfid-Lösung ein 5-MPa-Kapselungsverfahren für die Massenproduktion.

Unterschätzen Sie diesen 5-MPa-Wert nicht: Er entspricht einer Kraft von 50 Kilogramm pro Quadratzentimeter, was eine enorme Herausforderung für Gehäusematerialien und Kapselungsverfahren darstellt und ein sichtbarer Grund für hohe Kosten ist.

Auf der Materialseite besteht die Lösung in der Kombination von Sulfid und Halogenid: Auf der positiven Elektrodenseite wird hochspannungsbeständiges Halogenid verwendet, auf der negativen Elektrodenseite hochleitfähiges Sulfid. Das Fluorid-Dotiersystem des Teams von Professor Cui Guanglei am Qingdao-Institut für Bioenergie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat die Luftstabilität um das 3-fache verbessert. Nach der Kombination mit einer Hochnickel-Positivelektrode sank der Grenzflächenwiderstand von 150 Ω·cm² auf 32 Ω·cm². Auf der Verfahrenseite reduziert die bidirektionale Diffusion unter isostatischem Druck den Widerstand der Elektrodenfolie um weitere 70 %, sodass die Elektrolytfolie eine Dicke von 20 μm erreicht.

Der entscheidende Faktor zur Kostensenkung ist nur einer: Lithiumsulfid. Auf dem globalen Technologiekongress 2026 gab Gotion High-Tech an, dass 70~80 % der Kosten von Sulfid-Festkörperbatterien auf den Elektrolyten entfallen, und 70~80 % der Elektrolytkosten wiederum auf Lithiumsulfid entfallen. Nach Berechnungen von Changjiang Securities macht Lithiumsulfid drei Viertel der BOM-Kosten von 1,66 Yuan pro Wh aus, was bereits eine sehr optimistische Schätzung ist. Sein Angebotspreis ist von über 2 Millionen Yuan pro Tonne zu Beginn des Jahres auf rund 1 Million Yuan pro Tonne gesunken, aber es besteht noch eine erhebliche Lücke zum branchenweiten Ziel von 500.000 Yuan pro Tonne für die Massenproduktion.

Mischbatterien aus festem und flüssigem Stoff werden oft als Kompromissprodukt angesehen, aber sie sind tatsächlich ein wichtiger Schritt auf diesem Weg. Sie basieren hauptsächlich auf Oxid und behalten eine geringe Menge Elektrolyt bei. Es ist genauer, sie als halb modifizierte Flüssigbatterien zu bezeichnen, nicht als vereinfachte Version von Festkörperbatterien. Yu Qingjiao, Generalsekretär der Zhongguancun Innovationsallianz für neue Batterietechnologie, sagte, dass viele Geräte für flüssige Lithiumbatterien kompatibel sind, was genau der Grund ist, warum sie eine Energiedichte von 350 Wh/kg und eine Reichweite von 1000 km zu einer Massenproduktionskonfiguration machen können.

▲ Es ist sicher, dass Festkörperzellen aufgrund des Problems der Druckkapselung ihre Produktionslinien im Vergleich zu den heutigen stark modifizieren müssen. Diese Kosten sind nicht zu unterschätzen

Ihr Wert geht über das Produkt selbst hinaus: Sie ermöglichen es, neuartige Verfahren wie Trockenelektroden, ultra-trockene Umgebungen und isostatischen Druck für Festkörperbatterien vorab zu erproben, liefern mit echten Aufträgen die Versorgungsketten für Lithiumsulfid und verbundene Stromableiter in der Anfangsphase und erschließen zuerst Anwendungsbereiche wie Niedrigfluggeräte und humanoide Roboter. Zhu Xingbao, Chefwissenschaftler von Gotion, drückte es direkt aus: Lassen Sie die Halbfestbatterie die Flagge vorne tragen, um der Festkörperbatterie Zeit zum Wachsen zu geben.

Die Kosten sind ebenfalls real. Der Prospekt von QingTao Energy zeigt, dass das Unternehmen 2025 einen Umsatz von 943 Millionen Yuan erzielte und einen Verlust von 1,302 Milliarden Yuan im Jahr verzeichnete. Dieser Schritt dient derzeit der Positionierung und dem Training, noch nicht dem Gewinnen von Profit.

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Wessen Zeitplan ist zuverlässig und wie sieht die zukünftige Landschaft aus

Unter allen führenden Herstellern von Leistungsbatterien ist CATL der vorsichtigste. Sein offizielles Konto bekräftigte letzten Monat auf einer Interaktionsplattform, dass es voraussichtlich 2027 eine Kleinserienproduktion erreichen wird. Zeng Yuqun urteilte im Juni dieses Jahres beim Sommer-Davos-Forum, dass „Festkörperbatterien sich noch in der 4. Entwicklungsstufe befinden“, sodass sein Schluss lautet, dass bis 2030 kaum eine Million Fahrzeuge damit ausgestattet werden können.

Sun Huajun, CTO von BYD, gab den Weg an: Um 2027 herum werden Fahrzeuge in kleinen Serien demonstriert und ausgestattet, nach 2030 erfolgt die großflächige Ausstattung. Seine Sulfid-Zellen erreichen etwa 400 Wh/kg und haben die vollständige automobilspezifische Sicherheitsüberprüfung von CATARC bestanden. Die 2-GWh-Pilotlinie in Pingshan wurde zu Beginn des Jahres in Betrieb genommen, die 20-GWh-Massenproduktionslinie in Bishan wird gleichzeitig vorangetrieben.

Bei den anderen Unternehmen ist Gotion High-Tech relativ pragmatisch: Die 0,2-GWh-Pilotlinie von Jinshi wurde 2025 in Betrieb genommen, die Ausrüstung ist zu 100 % im Inland hergestellt. Seine offiziell angekündigte Energiedichte beträgt 350 Wh/kg. Derzeit sind 70-Ah-Zellproben in Fahrzeugen im Straßentest, die Ausbeute wird mit 90 % angegeben. Für die 2-GWh-Massenproduktionslinie ist das gesamte Design abgeschlossen, das Kostensenkungsziel liegt mittelfristig bei 1 Yuan pro Wh, also auf dem Kostenniveau von Ternär-Lithiumzellen aus dem Jahr 2023.

Was EVE Energy betrifft, so hat es angekündigt, dass das Longquan-IV-Modul, das im März dieses Jahres die Produktion verließ, mit Zellen ausgestattet ist, die normalerweise unter einem Druck von unter 5 MPa arbeiten können.

Der entscheidende Punkt liegt derzeit darin, den äußeren Druck auf ein möglichst kritisches Niveau zu senken, während die Produktleistung gewährleistet ist, um die Herstellungskosten zu senken.