News

Schnellladen ist für Li-Ionen-Batterien weiterhin schädlich - Aussagen von KIT, TU München, Tesla Motors und Stanford-Universität

21.10.14

Obwohl aktuelle Forschungsergebnisse etwas anderes vermuten lassen, ist schnelles Laden von Batterien noch immer fragwürdig: Selbst wenn die Minimierung der Batteriedegradation beim Schnellladen gelingen sollte, so bleibt doch immer die Netzbelastung mit den Folgekosten. Das hat bereits die Begleitforschung für kabelloses Laden 2011 festgestellt. Insgesamt werden Fahrzeugbatterien, Fahrzeugperipherie, Ladepunkte, Ladestromkosten, Netzinfrastruktur, Kraftwerkpark, Netzmanagementmaßnahmen und stationäre Speicher durch den Fokus auf das Schnellladen unnötig verteuert. Tesla Motors installiert zwar fleißig Supercharger, die mit 120 kW Leistung schnell Strom in die Batterie übertragen. Dennoch empfiehlt Tesla langsames Laden über Nacht, sofern keine Langstreckenfahrt ansteht: "Schließen Sie das Fahrzeug vor dem Schlafengehen an, und wachen Sie mit einer Reichweite von 340 km auf", heißt es auf der Tesla-Website.

Erste Ergebnisse des Flottenprojektes "RheinMobil" haben gezeigt, dass bei ausschließlicher Schnellladung kein Spannungsausgleich zwischen den einzelnen Batteriezellen erfolgte (passives Balancing): Die Zellen der Batterie wurden unterschiedlich stark ge- und entladen, was die nutzbare Kapazität der Batterie langfristig verringert. Sechs Kleinbusse und ein Elektroauto der Kompaktklasse waren über ein Jahr lang zwischen Karlsruhe und dem Elsass im Einsatz. Jedes der sieben Fahrzeuge legte im Monat durchschnittlich rund 3.000 Kilometer zurück. „Die ersten 100.000 Kilometer haben uns ein wesentliches Ergebnis geliefert: Zwar ist die Schnellladung Voraussetzung für die hohe Auslastung, wir können aber nicht ausschließlich auf diese Technologie setzen“, so Kevin Stella, einer der beiden Projektleiter am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), gegenüber dem Online-Magazin Ingenieur.de.

Diese Beobachtung hat die Universität Stanford indirekt bestätigt: Die Alterung und damit der Leistungsabfall einer Batterie hänge mit unterschiedlichen Faktoren zusammen, beispielsweise mit dem Anschwellen und Schrumpfen von positiven und negativen Elektroden. Gleichmäßiges Laden scheint die Batterie zu schonen, ungleichmäßiges die Kapazität zu schmälern: Wenn nur ein kleiner Anteil der Teilchen Ionen aufnehme, würden diese eher beschädigt und es käme zu Performance-Einbußen der Batterie, so die US-Forscher (vgl. Batteriezukunft, 10/2014).

Die TU München hat unterdessen beobachtet, dass eine schnellere Batterieladung mehr metallische Lithium-Ablagerungen im Akku nach sich zieht. Wenn sich beim Laden von Li-Ionen-Batterien metallisches Lithium bildet und ablagert, verringert sich die Lebensdauer des Akkus  und es kann zu einem Kurzschluss kommen.

Zur Originalquelle (TUM, Oktober 2014)

Zur Originalquelle (KIT, Mai 2014)