E-Autos bei Kälte: Neue China-Batterie verspricht mehr Reichweite

Neue Batterie aus China: 1000 Kilometer Reichweite für E-Autos selbst bei extremer Kälte möglich

Neuer Elektrolyt aus China hält Batterien auch bei extremer Kälte leistungsfähig und könnte die Reichweite von E-Autos deutlich erhöhen.

Minusgrade gelten für viele Akkus als härtester Gegner. Sobald es kalt wird, sinkt oft die Reichweite. Aus China kommt nun ein neuer Vorschlag, wie sich das ändern ließe. Diesmal geht es nicht um größere Batterien, sondern um den Elektrolyten im Inneren der Zelle. Er beeinflusst, wie gut sich Lithium-Ionen bewegen und wie stabil ein Akku auch bei Frost arbeitet. Gerade für E-Autos ist das spannend.

An der Nankai University entwickelte ein Team einen neuen Elektrolyten für Lithium-Metall-Batterien. Statt der üblichen Lösungsmittel mit Sauerstoff oder Stickstoff nutzten die Wissenschaftler fluorhaltige Verbindungen. Dahinter steckt ein anderer chemischer Ansatz im Inneren der Zelle. Zhao Qing erklärt ihn so: „Der Schlüssel zur Auflösung der Lithiumsalze durch Fluor-Koordination liegt darin, die Elektronendichte der Fluoratome und die sterische Hinderung der Lösungsmittelmoleküle zu regulieren.“

Warum die Chemie im Akku jetzt überraschend clever hilft

Bisherige Elektrolyte lösen Lithiumsalze zwar zuverlässig, unter Belastung bringen sie aber Nachteile mit sich. Der Ladungstransfer an der Grenzfläche zur Elektrode läuft dann schlechter. Das kostet Leistung, vor allem bei Kälte. Die neue Chemie soll diesen Engpass entschärfen. Ein Stoff namens 1,3-Difluorpropan, kurz DFP, erwies sich dabei als besonders stark.

Die Zahlen fallen auffällig aus. Der DFP-Elektrolyt erreichte eine sehr geringe Viskosität von 0,95 cP. Die Oxidationsstabilität lag bei mehr als 4,9 Volt. Selbst bei minus 70 Grad Celsius blieb noch eine Ionenleitfähigkeit von 0,29 mS pro Zentimeter erhalten. Das ist deshalb wichtig, weil viele Batterien in extremer Kälte stark abbauen oder gar nicht mehr sinnvoll arbeiten.

So verbessert die neue Lösung die Reichweite von E-Autos bei Kälte deutlich

Besonders spannend sind die Werte der fertigen Zellen. Die neu aufgebauten Lithium-Metall-Pouch-Zellen kamen bei Raumtemperatur auf mehr als 1540 Wattstunden pro Kilogramm. Selbst bei minus 50 Grad Celsius lagen sie noch bei rund 880 Wattstunden pro Kilogramm. Herkömmliche Lithium-Batterien schaffen laut den Angaben im Vergleich rund 300 Wattstunden pro Kilogramm bei Raumtemperatur und etwa 150 Wattstunden pro Kilogramm bei minus 20 Grad Celsius.

Für Elektroautos bedeutet das: Wenn bei gleichem Gewicht deutlich mehr Energie gespeichert wird, steigt rechnerisch auch die Reichweite. Im Text ist von zwei- bis dreimal mehr Energiespeicherung die Rede. Aus einer typischen Reichweite von etwa 500 bis 600 Kilometern könnten damit theoretisch rund 1000 Kilometer werden. Das ist kein Serienwert für Autos im Alltag. Es zeigt aber, wie groß der Sprung im Labor ausfällt.

Kälte stoppt viele Akkus früh – hier bleibt die Leistung stabil

Hinzu kommt die Stabilität beim Laden und Entladen. Die schwächere Bindung zwischen Fluor und Lithium erleichtert den Ablauf an der Anode. Die Coulomb-Effizienz stieg auf bis zu 99,7 Prozent. Bei minus 50 Grad Celsius lag die Austauschstromdichte laut Quelle zehnmal höher als in sauerstoffbasierten Systemen. Anders gesagt: Die Reaktionen im Akku liefen spürbar flotter ab.

Das macht den Ansatz nicht nur für Autos interessant. Auch Drohnen, Roboter, Raumfahrttechnik oder Speicher für erneuerbare Energien könnten davon profitieren. Dort zählt Leistung unter schwierigen Bedingungen oft mehr als ein günstiger Massenpreis. In der Mitteilung aus China heißt es, die neue Batterie biete „Vorteile wie hohe spezifische Energie und Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen“.

Ein Problem bleibt noch offen und bremst die Serienreife

Ganz fertig ist die Technik aber noch nicht. Ein Punkt macht weiter Probleme: hohe Temperaturen. Damit der Elektrolyt in vielen Klimazonen taugt, muss sein Siedepunkt noch steigen. Erst dann wäre der Weg frei für einen breiteren Einsatz. Auch deshalb bleibt der Abstand zur Serienproduktion vorerst groß.

Trotzdem ist die Richtung klar. Der Fortschritt kommt hier nicht von außen, nicht durch größere Akkupakete und nicht durch einen radikal anderen Fahrzeugbau. Er kommt aus dem Inneren der Zelle. Dort, wo eine Flüssigkeit lange als unscheinbares Bauteil galt, könnte sich entscheiden, wie weit ein E-Auto im Winter eines Tages wirklich fährt.

Kurz zusammengefasst:

Nicht ein größerer Akku, sondern ein neuer Elektrolyt aus China sorgt für Aufsehen: Er soll Batterien auch bei extremer Kälte deutlich leistungsfähiger machen.
Im Labor blieben die Zellen selbst bei minus 50 bis minus 70 Grad erstaunlich stabil und speicherten deutlich mehr Energie als heutige Standardbatterien.
Für E-Autos wäre das vor allem im Winter wichtig: mehr Reichweite bei Frost, aber noch keine Lösung für den Massenmarkt, weil die Technik bei hohen Temperaturen weiter verbessert werden muss.

Übrigens: Während ein Team aus China die Reichweite von E-Autos bei Kälte verbessern will, arbeitet ein anderes bereits an einer Batterie, die selbst zwischen minus 70 und plus 80 Grad stabil bleibt und auf Kobalt und Nickel verzichtet. Das zeigt, wie rasant sich der Wettlauf um robustere und sicherere Akkus verschärft – mehr dazu in unserem Artikel.