Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Anoden-Revolution? Frohe Weihnachten wünscht das Geladen-Team!! Hier die ersten drei Adventsfolgen zum Nachhören: Advent: https://geladen.podigee.io/102-1advent Advent: https://geladen.podigee.io/103-advent2 Advent: https://geladen.podigee.io/104-advent3 • Wie setzen sich die Kosten für die Batteriezellkomponenten Kathode, Anode, Elektrolyt und Separator zusammen? • Unterschiedet sich das bei NCM, LFP und Natrium-Ionen Zellchemien besonders? • Gibt es bei den verschiedenen Zellchemien signifikante Unterschiede beim Kapazitätsverlust über die Lebensdauer? • Lithium-Metall-Anoden: Was wären Vorteile und wie ist der Stand? • Flüssigmetallbatterien könnten für Großspeicher in der Energiewende eingesetzt werden. Was ist das genau und bescheinigen Sie ihnen eine große Zukunft? • Ebenfalls kein Graphit an der Anode hat die Lithium-Titanat-Batterie (kurz LTO): Sie schaffen über 10.000 Zyklen schaffen und hohe Ladeströme. Was sind die Nachteile? • Was versteht man unter Bipolarbatterien? Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu Vielen Dank!

3. Advent mit Ihren Batteriefragen Folge zum 1. Advent: https://geladen.podigee.io/102-1advent Folge zum 2. Advent: https://geladen.podigee.io/103-advent2 • In den USA hat das riesige Subventionspaket „Inflation Reduction Act“ Bewegung in die Entwicklung grüner Technologien gebracht. Was bedeutet der IRA konkret für die Batterieherstellung und E-Mobilität? • Hier in Deutschland ist ein regelrechter Boom ausgebrochen um private PV-Anlagen und Heimspeicher. Wie ist die Akzeptanz der Solarenergie und der privaten Nutzung in den USA? • Deutsche Autobauer sind spät und recht gemächlich in Richtung E-Mobilität umgeschwenkt. Wenn wir Tesla ausklammern, wie sieht es bei amerikanischen Herstellern aus? • Wie viele E-Autos fahren auf amerikanischen Straßen und wie gut ist das Ladenetz ausgebaut? Da gibt es doch sicher große regionale Unterschiede? • East Penn Manufacturing, SK Battery America, Clarios Advanced Solutions – das sind Namen von US-Batterieherstellern, die wahrscheinlich noch nie jemand gehört hat. Trauen Sie abgesehen von Tesla US-Herstellern perspektivisch eine ähnliche Innovationskraft zu, wie den asiatischen Produzenten? • Wie sieht es in der öffentlichen Forschung aus? Auf welche Batterietechnologien wird in den USA ein besonderer Fokus gelegt? Prof. Fichtner hat mal erzählt, dass dort viel Hoffnung in Redox-Flow-Batterien gesetzt wird? Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu Vielen Dank!

2. Advent mit Ihren Batteriefragen • Viele denken, es kann doch nicht nachhaltiger sein, meinen Verbrenner nun abzugeben und mir ein neues E-Auto zu kaufen. Ich fahre den Verbrenner besser bis zum Ende und steige dann um? Hier die Folge zum 1. Advent: https://geladen.podigee.io/102-1advent Folgen Sie Frau Dr. Wright auch auf YouTube: https://www.youtube.com/@ElectrifiedVeronika Link zu CarbonCounter (Nachhaltigkeit von E-Autos): https://www.carboncounter.com/ • Wie sieht der Nachhaltigkeitsvergleich eines alten Verbrenner mit einem neuen BEV aus? Gibt es hier Zahlen? (Tobias Ender) • Frau Dr. Wright, Sie haben einen Jeep Wrangler umgerüstet: Was waren die größten Herausforderungen? Nun nach Fertigstellung - würden Sie etwas in Zukunft anders machen? • Ist eine flächendeckende Umrüstung von Verbrennern durch standardisierte Umrüstungs-Kits denkbar und wirtschaftlich/ökologisch sinnvoll? (Robert Laumen) • Leistungselektronik: Welche Hauptaufgaben kommen dem Inverter zu? • Wird für das Vorkonditionieren (Erwärmen) der Batterie zum Schnellladen insgesamt mehr Energie benötigt, als wenn man darauf verzichtet (und dann aber langsamer am Ladepunkt lädt)? Hebt sich dieser Effekt wieder auf? Welcher dieser Ladevorgänge ist energetisch effizienter? • Wir haben hier jahrelang gepredigt, dass häufiges Schnellladen die Batterie stresst und ihr schadet. Eine neue Studie aus den USA bescheinigt nun den Tesla-Energiespeichern erheblich mehr Widerstandsfähigkeit als bisher gedacht. Hat sich bei Batterien und Leistungselektronik mittlerweile so viel getan, dass Schnellladen der Batterie nicht mehr schadet? Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu Vielen Dank!

1. Advent mit Ihren Batteriefragen Auftakt zu unseren Adventsfolgen! Dr. Veronika Wright (Electrified Veronika) und Prof. Jürgen Janek (Justus-Liebig-Universität Gießen) beantworten Ihre und unsere besten Fragen rund um Elektroautos, Batterien und die Energiewende. Die vier Teile laufen jeweils an den Adventssonntagen. Folgende Fragen beantworten wir im ersten Teil: • Was halten Sie von standardisierten Batteriezell-Formaten und Packs? Das könnte große Vorteile beim Recycling und Batteriewechsel bedeuten - unterschiedliche Größen und Zellchemien für unterschiedliche Szenarien (Urlaub, Arbeit). • Wie beurteilen Sie VWs Pläne einer Einheitszelle? • Antriebsbatterien nach einem Unfall oder Kapazitätsverlust wiederverwenden statt sie zu recyceln: Wie können die Zellen wiederaufbereitet werden? • Bei der rasanten Entwicklung der derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien fragen sich viele, ob wir Festkörperbatterien überhaupt noch brauchen? • Wie schätzen Sie die Ankündigung Toyotas zu Festkörperbatterien ein? • Vor allem bei Festkörperbatterien haben wir bei den vielen Start-ups immer den Eindruck, dass das oft unseriös ist und nach dem Motto funktioniert „Fake it till you make it“. Gibt es in diesem Bereich mehr haltlose Versprechen, als in anderen Batteriefeldern? • Im April hat CATL eine condensed battery mit über 500 Wh/kg vorgestellt. Was ist seitdem passiert? Weiß man mittlerweile mehr über die eingesetzte Zellchemie? Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu Vielen Dank!

Wer braucht eigentlich High Power Charger (HPC)? Philipp Senoner (CEO Alpitronic) und Mathias Wiecher (EON Drive) erklären gemeinsam, wie HPCs ("High-Power-Charger") zum Aufladen von Elektroautos funktionieren. Bei der ultraschnellen Ladetechnik sind Ladespannungen von bis zu 1.000 V und über 500 Ampere möglich. Dabei stellt sich schnell die Frage, wie die Ladesäule bei einem Ladevorgang (neben der Hochvoltbatterie) selbst gekühlt wird. Beide Gesprächsgäste arbeiten gemeinsam beim Ausbau der Ladeinfrastruktur eng zusammen und berichten im Podcast, welche Herausforderungen es dabei zu bewältigen gilt: Als Hersteller von Hochleistungs-Ladesäulen unterstreicht Philipp Senoner, auf welche Bauteile es beim ultraschnellen Laden ankommt, damit das Material nicht so schnell altert. Mathias Wiecher sieht die Technik (stellvertretend für seine Kunden) aus der Perspektive des Anwenders: Fahrer von Elektroautos verlassen sich auf die Ladesäulen, die stets fehlerfrei funktionieren müssen. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

400 km Reichweite in 10 Min. laden Das Gewinnspiel ist beendet, herzlichen Glückwunsch an alle Gewinner! Bitte keine Emails mehr versenden Die Shenxing-Batterie wurde vor kurzem als ultraschnell aufladbare Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie (LFP) vorgestellt, die in 10 Minuten Ladezeit eine Reichweite von 400 km ermöglicht. Die weltweit erste LFP-Batterie, die eine 4C-Ladung ermöglicht, soll bis Ende des Jahres in die Massenproduktion gehen und im ersten Quartal 2024 auf den Markt kommen. Das erste Elektroauto, das mit dieser Batterie ausgestattet ist, wird der Avatr 12 von Changan sein, Avatr ist ein Joint Venture zwischen dem Autohersteller und CATL. Prof. Maximilian Fichtner ordnet in der 100. Geladen-Folge die Batterieneuheit ein. Shenxing verfügt über eine neue Graphitanode, eine neue Elektrolytformulierung, einen dünneren und sichereren Separator sowie einen besseren Ionentransport. Die Batterie hat eine geringere Wärmeentwicklung und ist mit einem neuen fortschrittlichen Batteriemanagementsystem (BMS) ausgestattet. CATL erklärt, dass die Shenxing-Batterie in 30 Minuten auf 80 % aufgeladen werden kann, selbst bei -10 °C. CATL ist derzeit der größte Batteriezellhersteller der Welt. Seine Batterien werden in Tesla, Nio, Neta, oder BMW und vielen anderen Fahrzeugen eingesetzt. Das Gewinnspiel ist beendet, herzlichen Glückwunsch an alle Gewinner! Bitte keine Emails mehr versenden Maximilian Fichtners Lieblingsfolgen vom Geladen-Batteriepodcast: Wie nachhaltig sind Hybrid-SUV? - Prof. Martin Doppelbauer https://geladen.podigee.io/85-plugin-hybrid-autos Schnellladen von E-Lkw - Markus Erdmann (Designwerk) https://geladen.podigee.io/87-megawatt-charging Batterie-Lkw vs. Wasserstoff-Lkw - Dr. Jürgen Wagner (MAN) https://geladen.podigee.io/83-elektrische-trucks Elektrische Lkws - Batterie- oder Wasserstoffantrieb? (Iveco-Nikola) https://geladen.podigee.io/15-elektrische-lkw Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

Durchbruch für E-Lkws? Lkw brauchen große Batterien, um eine ähnliche Reichweite zu erzielen, wie konventionell angetriebene Fahrzeuge. Und damit diese großen Batterien schnell genug aufgeladen werden können, ist eine wesentlich höhere Ladeleistung als bisher erforderlich. Der neue Standard ist als MCS ("Megawatt Charging System") bekannt, der Fahrzeuge schnell mit enormen Energiemengen versorgt - das MCS ist für die höchste Ladeleistung von 3,75 Megawatt (3.000 Ampere bei 1.250 Volt Gleichstrom) ausgelegt. Der schnellste derzeitige Schnellladestandard, CCS, erlaubt nur eine Ladeleistung von bis zu 375 kW und ist ursprünglich für Pkw ausgelegt. MCS steckt noch in den Kinderschuhen, aber sein Potenzial ist unbestreitbar. Niko Waxmann (Head of Electrify Research bei der Unternehmensberatung P3 Group) erklärt, welche Hürden noch zu nehmen sind vor der Einführung, was sich an den Lkw und Ladesäulen verändern muss und ob wir uns Sorgen um die Stabilität des Stromnetzes machen müssen. Natürlich bleiben Herausforderungen bestehen. Die Anfangsinvestitionen in die MCS-Infrastruktur sind beträchtlich, und es besteht Bedarf an einem globalen Rechtsrahmen. Mit der Weiterentwicklung der Technologie wird das Aufladen mit Megawattleistung ein wichtiger Bestandteil des Puzzles für einen nachhaltigen Schwerlastverkehr sein und womöglich das Rennen zwischen Batterie-Lkw und Wasserstoff-Lkw entscheiden. Diese Podcast-Episode wurde am 8. November auf dem "Battery-Experts-Forum" in Darmstadt aufgenommen. Das Podcastgespräch fand vor einem ausgewählten Publikum statt, das die Möglichkeit hatte, eigene Fragen zu stellen. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

"Buy or Build": Deutsche Zellfertigung "Batteriezellen - Made in Germany" - Nach jahrelangen Grundsatzdiskussionen über elektrische Antriebe hat Deutschland viel Zeit verloren, die eigenen Autos mit Batteriezellen aus heimischer Produktion zu versorgen. Heute bestreitet zwar fast niemand mehr, dass deutsche Autofirmen auf die Elektromobilität setzen sollten… Dennoch sind sich einige Experten weiterhin uneinig, ob Deutschland die Zellen wirklich alle selbst produzieren sollte oder muss. Noch immer scheuen die großen Firmen deshalb riesige Investitionen - und kaufen ihre Batterien auch mittelfristig lieber in Asien ein. Unser Podcast-Gast Sven Bauer (Gründer & CEO BMZ Group) ist ein echtes Urgestein der europäischen Batterieentwicklung. Im Jahr 1994 gründete er die BMZ Group, die sich seither auf den Batteriebau für spezielle Anwendungen konzentrierte (Dialysegeräte, Kosmetik, Gartengeräte, etc.). Die dafür nötigen Batteriezellen selbst herzustellen, stellte lange Jahre kein ertragreiches Geschäftsmodell dar. Seit 2017 übernimmt dies nun die Tochterfirma "TerraE" für die deutsche Unternehmensgruppe. Einziger Wermutstropfen: Die Zellproduktion findet weiterhin in Asien statt. Im Podcast spricht Sven Bauer über den Batterie-Standort Deutschland, die Finanzierung von Zellherstellern, europäische Skalierungsprobleme in der Produktion, enorm schnelle Entwicklungszyklen in Asien sowie neue Zellchemien und deren Einsatzorte. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

Holt Volkswagen CATL, BYD & Co. noch ein? VW hat sich als erster deutscher Autobauer voll der Elektromobilität verschrieben. Was bisher gefehlt hat, war eine eigene Batteriezellproduktion. Deutsche OEMs sind derzeit stark abhängig von asiatischen Zellherstellern. Eine riskante Abhängigkeit vor dem Hintergrund geopolitischer Spannungen und einem immer stärkeren Konkurrenzkampf mit chinesischen Autobauern, die besseren Zugang zu den Zellen haben. Nun steuert Volkswagen um und versucht entlang der gesamten Lieferkette der Zellproduktion einzusteigen – von Rohstoffabbau über die Zell- und Batterieproduktion bis zum Recycling. Aber kommt dieser Schritt nicht zu spät? Lässt sich der Vorsprung von CATL oder BYD noch aufholen? Sebastian Wolf, Vorstand bei der VW-Tochter PowerCo und Sebastian Reuber, Leiter für die Entwicklung von Fertigungsprozessen für Batterieelektroden bei PowerCo, erläutern die Batterie-Strategie von Volkswagen. Erreicht werden soll die Aufholjagd mit einer Einheitszelle, die perspektivisch für alle Fahrzeuge der VW-Gruppe verwendet werden soll. Diese Zelle wird künftig in einer Gigafactory in Salzgitter gefertigt. Salzgitter soll als Standard für andere Fabriken weltweit aufgebaut werden. Zudem hat VW ein neues Produktionsverfahren etabliert: Die bereits im letzten Geladen-Podcast mit Inga Landwehr besprochene Trockenbeschichtung von Elektroden. Nach Angaben von VW spart dies rund 30 Prozent Energie, 15 Prozent Fabrikfläche und Fertigungskosten in Millionenhöhe. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

60 bis 70% Energieersparnis durch Trockenbeschichtung Die Produktion der E-Auto-Batterien ist sehr energieintensiv, weswegen die Autos mit einer negativen CO2-Bilanz starten - oft auch als CO2-Rucksack bezeichnet. Ein Verfahren, das diese Bilanz deutlich verbessern könnte, ist die Trockenbeschichtung der Elektroden in der Batterieproduktion. Normalerweise werden die Elektroden mit einer flüssigen Paste beschichtet, was sehr aufwendig ist. Unsere Expertin, Inga Landwehr (Fraunhofer IPA), geht davon aus, dass zwischen 60-70% der Energie bei der trockenen Herstellung der Elektroden eingespart werden könnten. Das würde nicht nur zu einer besseren CO2-Bilanz führen, sondern natürlich auch die Kosten der Autos senken. VW und Tesla sind die bekanntesten Autobauer, die auf die Trockenbeschichtung setzen. Während Tesla mit der Kathode offenbar noch einige Schwierigkeiten hat, hat VW nach eigenen Angaben eine Lösung gefunden, um den Prozess für ihre eigene Zellfertigung in Salzgitter einzusetzen. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!