Was ist überhaupt eine Batterie? Jede hat zwei Elektroden in ihrem Inneren: die Anode, auch Minuspol genannt, und die Kathode, der Pluspol. Zwischen der Anode aus Metall im Kern des Gehäuses und der Kathode an der Innenseite der Batteriehülle befindet sich eine Säure, der sogenannte Elektrolyt, eine leitfähige Flüssigkeit. Die beiden Elektroden sind durch einen Separator getrennt. Das ist eine Schicht, die beispielsweise aus Glasfaser oder Kunststoff bestehen kann. Wichtig: Dieses Material darf keinen Strom leiten, muss aber für Ionen durchlässig sein. Derzeit wird an sogenannten Festkörperakkumulatoren geforscht. Hier ist der Elektrolyt nicht flüssig, sondern aus Glas.

Das hat gleich mehrere Vorteile: Der Akku soll sich in nur einer Minute auf-laden lassen und über eine dreimal so hohe Energiedichte wie herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verfügen. Glas minimiert außerdem die Gefahr von Kurzschlüssen. Darüber hinaus erlaubt das Material den Einsatz von leistungs-fähigeren Kathoden und Anoden aus -Alkalimetallen. Das reduziert wiederum den Aufwand für die Herstellung der Zellen und erhöht deren Energiedichte und die Lebensdauer des Akkus. Und schließlich könnten auch die Kosten bei diesen neuen Akkumulatoren erheblich sinken.

Festkörperbatterien mit Glas oder Keramik kann man gegen die Wand werfen oder einen Nagel hineinschlagen - im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus besteht keine Brandgefahr. Sie können bei gleicher Größe mehr Energie speichern als die klassischen Lithium-Ionen-Akkus. Diese haben außerdem den Nachteil, dass lästige Kühl- und sonstige Vorrichtungen nötig sind, die mehr als die Hälfte eines Lithium-Ionen-Akkumulators ausmachen können. Während andere Akkus noch abgekühlt werden müssen, um ihre Arbeit zu verrichten, arbeiten die Batterien mit dem festen Elektrolyten schon längst im Normalzustand. Es ist also höchste Zeit für eine Weiterentwicklung der Akkutechnologie.

Steigende Speicherkapazitäten



Schon seit längerer Zeit steht fest: Die Batterie entscheidet das Wettrennen um die Zukunft der Elektromobilität. Unter der Haube hat sich durchaus einiges getan. Im gleichen Bauraum ist nun mehr elektrische Energie vorhanden. Es ist beispielsweise die Akkukapazität im -Nissan Leaf von 24 Kilowattstunden auf 30 Kilowattstunden gestiegen, die im BMW i3 von effektiv 18,8 auf 27,2 Kilowattstunden. Der Renault Zoe verfügt nun über 41 Kilowattstunden statt über 22, und der Stromspeicher im Volkswagen E-Golf ist von 24 Kilowattstunden auf knapp 36 Kilowattstunden gewachsen. Trotzdem sind weitere Effizienzgewinne wünschenswert, damit Elektroautos massenmarkttauglich werden.

"Beyond Lithium" könnte der nächste große Schritt nach vorn sein. Seit Jahrzehnten arbeiten Ingenieure daran, die Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien an ihre Grenzen zu treiben. Momentan befinden wir uns bei rund 300 Watt pro Kilogramm, was bereits nah am theoretischen Maximum der elektrochemischen Verbindung ist. Bis 2020, das ist definitiv absehbar, wird die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien ausgereizt sein. Aber was kommt danach? Der gigantische zusätzliche Energiebedarf liegt auf der Hand, und diese Notwendigkeit wird den Markt nachhaltig verändern.

Tesla: Autos, Batterien und mehr



Das kalifornische Unternehmen Tesla entwickelt und verkauft hochwertige Sportwagen mit Elektroantrieb. Es gibt bislang die zwei Modelle Model S und Model X. Ersteres ist eine Luxuslimousine, das Model X ist ein SUV. Daneben entwickelt und produziert der Fahrzeughersteller elektrische Antriebskomponenten. Tesla stellt darüber hinaus auch Ladestationen bereit, sogenannte Supercharger, mit denen das Model S innerhalb weniger Minuten vollständig aufgeladen werden kann. Außerdem entwickelt das Unternehmen Batteriesysteme.

Mit dem Stromspeichersystem Powerwall hat Tesla 2016 darüber hinaus einen Energiespeicher für den Haushalt ins Portfolio aufgenommen. Das System funktioniert wie ein Akku, der Solarstrom oder günstigen Nachtstrom speichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgibt. Derzeit baut der umtriebige Konzern außerdem eine riesige Batteriefabrik im US-Bundesstaat Nevada. Im November 2016 übernahm Tesla das Solarstrom-unternehmen Solar City für 2,6 Milliarden US-Dollar. Das Unternehmen erzielte im Geschäftsjahr 2016 einen Umsatz von sieben Milliarden US-Dollar.

Auf Seite 2: Johnson Controls: Der Auto-Akku-Profi





Johnson Controls: Der Auto-Akku-Profi



Ein weltweit führender Anbieter von Kraftfahrzeug- und Gebäudekontrollsystemen ist Johnson Controls. Die Produktpalette umfasst Sitzsysteme, verschiedene elektronische Komponenten, Instrumententafeln und Tür- oder auch Kofferraumsysteme. Des Weiteren ist das Unternehmen im Bereich energieeffizientes Bauen für öffentliche Gebäude, Büro- und Geschäftshäuser und in der Produktion von Autobatterien tätig. Die Amerikaner verfügen heute über mehr als 250 Standorte in 125 Ländern. Im Januar 2016 gab Johnson Controls die geplante Übernahme von Tyco International bekannt, ein Unternehmen aus der Brandschutz- und Sicherheitstechnik.

Johnson Controls sieht sich mit über 100 Jahren Industrieerfahrung als einen der führenden Batteriehersteller für die Automobilindustrie und bietet inzwischen verschiedene Lithium-Ionen-Batterien an. Johnson Controls ist damit momentan vielleicht die Batteriehersteller- aktie schlechthin, produzieren die Amerikaner doch mehr als 146 Millionen Batterien pro Jahr - ein Drittel des weltweiten Industrieausstoßes.

Als Hersteller von Starterbatterien für Pkw und Batterien für Hybridfahrzeuge ist das Unternehmen mit Produktionsstätten in sechs Ländern vertreten. 2002 kaufte Johnson Controls die Batteriesparte von Varta auf. Das Unternehmen erzielte im Geschäftsjahr 2015 einen Umsatz von 37,2 Milliarden US-Dollar.