der motor – Forum für Motoren- und Antriebstechnik – Ausgabe 1/25

Festkörperbatterien im

Festkörperbatterien im StraßentestPKW- UND FORMEL-1-INGENIEURE BÜNDELN IHRE KRÄFTEErprobung vonFestkörperbatterien inStraßentestsMercedes-Benz Ingenieure aus dem Pkw-Bereich und dem Motorsport haben mitden Zellingenieuren von Factorial zusammengearbeitet, um ein völlig neues Testprogrammfür Festkörperbatterien zu entwickeln. Das hat den ersten von einerLithium-Metall-Festkörperbatterie angetriebenen Pkw auf die Straße gebracht.Mercedes AMG High Performance Powertrains(HPP), eine hundertprozentige Tochtergesellschaftder Mercedes Benz Group, die sich auf branchenführendeFormel-1-Technologien spezialisiert hat,und das Mercedes Benz Kompetenzzentrum fürBatteriesysteme haben dafür ein völlig neues undinnovatives Batteriesystem entwickelt. Neben Spitzenleistungauf der Rennstrecke ist HPP in der Lage,Formel-1-Technologien und -Know-how schnell inHochleistungsautomobilprojekte zu übertragen.Nach intensiven Tests auf verschiedenen Prüfständenwurde der Prototyp der Festkörperbatterie Ende2024 in einen EQS integriert. Das vollelektrischeFahrzeug von Mercedes Benz wurde mit allen notwendigenZubehörteilen ausgestattet und leicht modifiziert,um die Festkörperbatterie aufzunehmen. Dieersten Labortests am Fahrzeug wurden bereits Ende2024 in Stuttgart durchgeführt. Dies geschah in Vorbereitungauf die Straßentests, die im Februar 2025gestartet sind.Die Entwicklung einer Festkörperbatterie imAutomobilmaßstab unterstreicht unser Engagementfür Innovation und Nachhaltigkeit. Mit einemPrototypfahrzeug, das mit dieser fortschrittlichenTechnologie ausgestattet ist, haben wir Straßentestsbegonnen. Dies wird uns wichtige Erkenntnissefür eine mögliche Serienintegration dieserhochmodernen Batterietechnologie liefern.Markus Schäfer, Mitglied des Vorstands der Mercedes Benz GroupAG. Chief Technology Officer, Entwicklung und EinkaufDie TechnologieFestkörperbatterien sind eine vielversprechendeTechnologie in der Elektromobilität. Sie verwendenanstelle eines flüssigeneinen festen Elektrolyten.Dies erhöht die Zellsicherheitund ermöglichtdie Verwendung neuerAnoden wie Lithium-Metall, die herkömmlicheLithium-Ionen-Zellen deutlichübertreffen. Sie ermöglichen auchhöhere Energiedichten in Kombinationmit einer Lithium-Metall-Anode.Die Festkörpertechnologie hat das Potenzial,die gravimetrische Energiedichte fürFahrzeugbatterien auf bis zu 450 Wattstunde proKilogramm (Wh/kg) auf Zellebene zu erhöhen unddamit die Reichweite zu steigern. Die gravimetrischeEnergiedichte bezieht sich auf die Energiemenge, diein einer Batteriezelle pro Masseneinheit gespeichertist. Diese Kennzahl ist entscheidend für die Bewertungder Effizienz und Leistung von Batteriezellen,insbesondere in Anwendungen, bei denen das Gewichteine kritische Rolle spielt, wie bei Elektrofahrzeugen.Die Festkörperbatterietechnologie reduziertdas Batteriegewicht und verbessert gleichzeitig dieZellsicherheit.Einen historischen Meilenstein in der Elektroindustriesetzt der Hersteller, der erfolgreichLithium-Metall-Festkörperbatterien in eineSerienfahrzeugplattform integriert. Dieser Durchbruchzeigt, dass die Festkörperbatterietechnologieüber das Labor hinaus in die reale Anwendunggelangt ist und einen neuen Maßstab für die gesamteAutomobilindustrie setzt. Unsere Zusammenarbeitmit Mercedes-Benz ist ein Beweis dafür,dass die Zukunft der Elektrofahrzeuge nichtnur eine Vision, sondern bereits Realität ist.Siyu Huang, CEO und Mitbegründerin von Factorial EnergyZusammen mit den Motorsportexperten von HPPhat das Mercedes-Benz Kompetenzzentrum für Batteriesystemeden Prototyp einer Festkörperbatteriemit Zellen von Factorial entwickelt. Durch die Integrationin einen Pkw sind nun damit auch Straßentestsmöglich. Die Festkörperbatterie von Mercedes-Benz verfügt über einen innovativen, schwimmendgelagerten Zellträger, für den bereits ein Patent erteiltwurde. Wenn die Batterie geladen wird, dehnensich die Materialien aus, und wenn sie entladen wird,ziehen sie sich zusammen. Die Volumenänderung inFestkörperzellen bezieht sich auf die Ausdehnungund Kontraktion der Materialien innerhalb der Batteriewährend des Ladens und Entladens. Um dieZellen während dieser Volumenänderungen zu unterstützen,ist die Festkörperbatterie von Mercedes-Benz mit pneumatischen Aktuatoren ausgestattet,die auf die Änderung des Zellvolumens während desLadens und Entladens reagieren, was die Leistungund Lebensdauer der Batterie beeinflusst.Die Festkörperbatterie in einem auf dem EQS basierendenFahrzeug ermöglicht eine bis zu 25 Prozenthöhere Reichweite. Dabei ist das Gewicht und dieGröße vergleichbar zuder StandardbatterieMercedes-Benz hat zusammen mit MercedesAMG High Performance Powertrains (HPP) ausBrixworth UK eine neue innovative Festkörperbatterieentwickelt. Die Festkörperzellchemiebietet grundsätzlich folgende Eigenschaften: einehöhere Energiedichte und Gewichtsreduzierungbei verbesserter Fahreffizienz und Sicherheit.Reichweite wirdvon 800 auf 1.000Kilometer erhöhteines EQS. WeitereGewichts- und Energieeffizienzwird durcheine passive Batteriekühlung erreicht. Für das Entwicklungsfahrzeugwird eine Reichweite von über1.000 Kilometer erwartet. Zum Vergleich: Mit einerBatteriekapazität von 118 kWh bietet der aktuelleEQS 450+ (Energieverbrauch kombiniert: 19,9–16,3kWh/100 km | CO 2 -Emissionen kombiniert: 0 g/km| CO 2 -Klasse: A) [1] bereits eine Reichweite von über800 Kilometer.30 dermotor.de | Ausgabe 1/2025 31