Warum Feststoffbatterien zuerst in Smartphones und Drohnen ankommen könnten

Die Einschätzung von LG Energy Solution ist ein Dämpfer für alle, die jede neue Meldung zu Feststoffbatterien bereits als bevorstehenden Durchbruch bei Elektroautos verstehen. Nach Ansicht des südkoreanischen Batterieherstellers dürften kleinere Anwendungen wie Smartphones und Drohnen die Technologie ungefähr ein Jahrzehnt vor Elektroautos im Massenmarkt nutzen. Der Grund: Große Feststoffzellen lassen sich bislang nicht zuverlässig und kostengünstig in den benötigten Stückzahlen herstellen. 114

Das bedeutet nicht, dass die Entwicklung stillsteht. LG Energy Solution nennt für graphitbasierte All-Solid-State-Batterien für Elektroautos weiterhin ein Kommerzialisierungsziel für 2029. Andere Hersteller haben zudem frühere Termine für Pilotproduktionen oder Demonstrationsfahrzeuge angekündigt. Entscheidend ist jedoch die Unterscheidung zwischen einer Pilotanlage, einem begrenzten Prototyp und einer stabilen, wettbewerbsfähigen Serienproduktion für die Autoindustrie. 192526

Die eigentliche Hürde heißt industrielle Skalierung

Bei einer Feststoffbatterie wird der flüssige Elektrolyt herkömmlicher Lithium-Ionen-Zellen durch ein festes Material ersetzt. Das kann eine höhere Energiedichte und mehr Sicherheit ermöglichen. Gute Laborwerte allein lösen aber noch nicht das Herstellungsproblem.

Robert Lee, Nordamerika-Chef von LG Energy Solution, bezeichnete die Produktion im großen Maßstab als zentrale Herausforderung. Kleine Zellen sind einfacher zu fertigen und benötigen pro Einheit weniger Material. Batterien für Elektroautos müssen dagegen groß, langlebig und in sehr hohen Stückzahlen produziert werden – mit gleichbleibender Qualität über den gesamten Prozess hinweg. 114

Eine Feststoffzelle, die in einem kleinen elektronischen Gerät funktioniert, ist deshalb nicht automatisch für einen Batteriespeicher geeignet, der Millionen von Fahrzeugen antreiben soll. Für die Automobilindustrie müssen außerdem reproduzierbare Qualität, Lebensdauer, Sicherheit und Kosten nachgewiesen werden – nicht nur eine vielversprechende Energiedichte.

Was das Werk in Lansing über LGES’ Strategie verrät

Das neue Werk von LG Energy Solution in Lansing im US-Bundesstaat Michigan zeigt, wo der kurzfristige Schwerpunkt des Unternehmens liegt. Der 226 Acre große Standort – umgerechnet rund 91,5 Hektar – steht für eine Investition von mehr als 2 Milliarden US-Dollar und soll bei voller Auslastung jährlich mehr als 35 GWh Batteriezellen produzieren. 37

In Lansing entstehen großformatige Lithium-Eisenphosphat-Zellen, kurz LFP, für stationäre Energiespeicher sowie Nickel-Mangan-Kobalt-Zellen, kurz NMC, für Elektroautos. Die NMC-Zellen sollen unter anderem den Toyota Highlander EV des Modelljahrs 2027 versorgen. 47

Das Werk ist damit zunächst auf eine etablierte Lithium-Ionen-Technologie ausgerichtet – nicht auf eine sofortige Umstellung auf Feststoffbatterien. LG Energy Solution investiert also in Batterien, die sich heute industriell fertigen lassen, während Feststoffzellen noch Forschungs-, Pilot- und Validierungsphasen durchlaufen.

Der realistische Batteriepfad ist breiter als Feststofftechnik

LG Energy Solution und seine Partner arbeiten gleichzeitig an Verbesserungen, die früher in Fahrzeugen ankommen könnten. General Motors und LG Energy Solution planen, ab 2028 prismatische, lithium-manganreiche Zellen, sogenannte LMR-Zellen, in den USA kommerziell zu produzieren. Eine Vorserienproduktion soll bereits früher beginnen. Vorgesehen sind die Zellen für künftige Elektro-Pick-ups und große SUVs; für bestimmte Anwendungen wird eine Reichweite von mehr als 400 Meilen, also über 640 Kilometern, angepeilt. 373940

Auch Natrium-Ionen-Batterien stehen auf der öffentlichen Entwicklungsagenda von LG Energy Solution; eine Kommerzialisierung ist für 2027 vorgesehen. Natrium ist auf der Erde deutlich verfügbarer als Lithium. Das Unternehmen sieht mögliche Vorteile bei Rohstoffkosten, Schnelllade- beziehungsweise Hochstromfähigkeit und Leistung bei niedrigen Temperaturen. Einsatzbereiche könnten Energiespeicher und günstigere Elektroautos sein. 23

Zusammengenommen weisen diese Projekte auf eine breit gefächerte Entwicklung hin: Kostengünstige LFP-Zellen, energiereiche NMC-Zellen, manganreiche Chemien und neue Zellformate können Elektroautos weiter verbessern, ohne dass die Branche auf den vollständigen Wechsel zu Feststoffbatterien warten muss.

Wie die Zeitpläne der Konkurrenz einzuordnen sind

Mehrere chinesische Batteriehersteller und Autohersteller haben für 2027 Pilotproduktionen, Straßentests oder Demonstrationsfahrzeuge mit Feststoffbatterien angekündigt. Dazu gehören unter anderem CATL und BYD; auch Geely, Farasis Energy, CALB und Gotion High-Tech werden mit entsprechenden Pilot- oder Testzielen in Verbindung gebracht. 4142

Der taiwanische Batterieentwickler ProLogium hat außerdem mit dem Bau einer Feststoffbatterie-Gigafactory im französischen Dünkirchen begonnen. Die Roadmap sieht zunächst eine begrenzte Produktionsstufe und anschließend eine Ausweitung vor. Das Projekt wird damit zu einem wichtigen Test dafür, ob sich die Technologie tatsächlich in deutlich größeren Mengen konsistent herstellen lässt. 43

Solche Ankündigungen belegen eine intensive Entwicklung, sind aber noch kein Beweis für die Marktreife im Massenmarkt. Eine Pilotproduktion im Jahr 2027 kann Zellen für Tests und Validierung liefern. Sie zeigt jedoch nicht automatisch, dass dieselbe Zellchemie mit hoher Ausbeute, niedrigen Kosten und in großen Stückzahlen die Anforderungen der Autoindustrie erfüllt.

Prototypen zeigen Potenzial, aber noch keine breite Verfügbarkeit

Autohersteller testen Feststoff- und Semi-Feststoffzellen bereits in Prototypen. Zellen des US-Unternehmens Factorial kamen beispielsweise in einem Mercedes-Benz-EQS-Prototypen zum Einsatz; auch andere Hersteller prüfen vergleichbare Technologien in Demonstrationsfahrzeugen. 2153

Diese Tests sind wichtig, weil sie zeigen, wie sich eine Zelle unter realen Bedingungen im Fahrzeug verhält. Von einem Prototyp bis zu einem in großen Stückzahlen verfügbaren Serienmodell ist es jedoch ein weiter Weg. Er umfasst Langzeitprüfungen, konstante Fertigungsqualität, belastbare Lieferketten und ein Geschäftsmodell, das für Hersteller wie Käufer funktioniert.

Was das für den Elektroautomarkt bedeutet

Die plausibelste Interpretation der LGES-Einschätzung lautet nicht, dass Feststoffbatterien in allen Anwendungen noch Jahrzehnte entfernt sind. Vielmehr könnten sie zunächst in spezialisierten oder besonders kompakten Geräten auftauchen. Bei Elektroautos sind die Zellen größer, die Produktionsmengen höher und die Folgen von Qualitätsproblemen gravierender. 113

Einige Unternehmen könnten noch vor Ende des Jahrzehnts begrenzte kommerzielle Anwendungen oder Demonstrationsfahrzeuge erreichen. Das eigene Ziel von LG Energy Solution für 2029 zeigt, dass der Konzern die Automotive-Feststoffbatterie weiterverfolgt. 1925 Für die meisten Käufer von Elektroautos dürfte der Fortschritt bis Ende der 2020er-Jahre aber eher aus besseren Lithium-Ionen-Batterien kommen – insbesondere aus LFP-, NMC- und manganreichen Varianten – als aus einer plötzlichen Ablösung der heutigen Zelltechnik.

Bei künftigen Ankündigungen sollte deshalb nicht nur das genannte Startjahr zählen. Aussagekräftiger sind Nachweise zu Ausbeute und Qualität bei großen Zellen, Zyklenfestigkeit, Sicherheit, Kosten und einer verbindlich geplanten Serienproduktion in hohen Stückzahlen. Solange diese Punkte nicht gemeinsam belegt sind, bleibt „Pilotproduktion“ vor allem ein wichtiger Entwicklungsschritt – aber noch kein Beweis dafür, dass Feststoff-Elektroautos bereit für den Massenmarkt sind.