Welche Eigenschaften hat eine Elektroauto-Batterie?
Die überwiegende Mehrheit der vollelektrischen Fahrzeuge verwendet Lithium-Ionen-Batterien. Diese Art von Akkus bietet die beste Energiedichte (etwa 150 Wh/kg). Außerdem leiden sie nicht unter dem Memory-Effekt, d. h. ein erneutes Aufladen – ohne vorher vollständig entladen worden zu sein – beeinträchtigt ihre Leistung nicht. Da sie effizienter und beständiger sind, benötigen Lithium-Ionen-Batterien keine Wartung.
Ihre Funktionsweise beruht auf dem Austausch von Lithium-Ionen zwischen zwei Elektroden (+ und -), den so genannten Anoden und Kathoden, die im Allgemeinen aus Kobalt und Graphit bestehen. Dieser Austausch von Ionen zwischen den Elektroden findet in einer flüssigen chemischen Substanz statt, die als Elektrolyt bezeichnet wird. Eine Lithiumbatterie besteht aus mehreren Zellen, die von einem elektronischen Rechner gesteuert werden: dem Batteriemanagementsystem (BMS). Die Z.E. 50-Batterie des New ZOE besteht beispielsweise aus 192 Zellen und bietet eine Kapazität von 52 kWh, was einer Reichweite von 395 km (nach WLTP*-Norm) entspricht.
Was bestimmt den Preis einer Elektrofahrzeugbatterie?
Der Preis einer Elektrofahrzeugbatterie wird durch ihre Kapazität in Kilowattstunden (kWh) bestimmt, die die Reichweite und die Leistung des von ihr versorgten Motors bestimmt. Laut den Analysten von BloombergNEF machte der Preis der Batterie eines Elektroautos im Jahr 2015 mehr als die Hälfte (57 %) der Produktionskosten des Fahrzeugs aus. Die mit der Entwicklung des Marktes für Elektrofahrzeuge verbundenen Skaleneffekte haben jedoch dazu geführt, dass der Preis pro Kilowattstunde stark gesunken ist. Im Jahr 2010 lag der Durchschnittspreis pro Kilowattstunde bei 1.037 Euro, während er 2018 bei weniger als 160 Euro lag. Bis 2024 könnte er auf unter 90 Euro sinken.
Der Rückgang der Lithiumkosten dürfte auch den Preis für Elektrofahrzeugbatterien nach unten treiben. Seit 2015 wurden mehrere neue Minen eröffnet, um sich auf die erwartete hohe Nachfrage vorzubereiten, die der Markt noch nicht absorbiert hat. Daher sinkt der Preis für diesen Rohstoff, was sich wiederum auf den Preis der Batterien auswirkt.
Ein weiteres teures Material ist Kobalt. Eine Batterie mit einer Kapazität von 90 kWh enthält etwa ein Dutzend Kobalt. Um die Nachfrage des Automobilmarktes zu befriedigen, werden neue Kobaltflöze abgebaut, so die Europäische Union, die bereits rund 240 potenzielle Standorte ermittelt hat. Die Forscher versuchen jedoch, den Kobaltgehalt der Batterien zu verringern und stattdessen Nickel zu verwenden, das in größerer Menge vorhanden und billiger ist. Die Gründung der European Battery Alliance (EBA) im Jahr 2017 dürfte ebenfalls dazu beitragen, die Produktionskosten zu senken.
Wie hoch ist der Preis einer Elektroauto-Batterie?
Wenn wir uns ausschließlich auf den Preis einer Batterie in Abhängigkeit von ihrer Leistungskapazität konzentrieren, wie von BloombergNEF für 2019 berichtet, sollten wir mit einem Kaufpreis von etwa 140 Euro/kWh rechnen; ein Kaufpreis, der Jahr für Jahr sinkt. So kostet allein eine Renault ZOE-Batterie mit 52 kW/h je nach Land rund 8.100 Euro.
Außerdem sind Fahrzeugbatterien in der Regel so ausgelegt, dass sie ihre optimale Effizienz über mindestens 1.000 Vollladezyklen beibehalten. Ihre Lebensdauer geht aber weit darüber hinaus, was eine erhebliche Qualitätssicherheit bietet. Renault beispielsweise gewährt beim Kauf einer Batterie eine Garantie von 8 Jahren (oder 160.000 km).