Es war nur eine Frage der Zeit, bis sich das chinesische Akku-Imperium Europa vornimmt. „In Europa für Europa und zukünftig von Europa“, tönt Tan Libin, Chief Commercial Officer und Senior Vice President Global Business bei CATL. Was wie eine höfliche Floskel klingt, steht in diesem Fall tatsächlich für eine neue Strategie des chinesischen Batterieherstellers. CATL will in Europa Batterien herstellen, die auf die Bedürfnisse der europäischen Autofahrer zugeschnitten sind. Zwei Wünsche fallen einem da ein: Laden so schnell wie Tanken und noch mehr Sicherheit. Ein Elektroauto, das plötzlich auf der Autobahn stehen bleibt, weil plötzlich die Stromversorgung stoppt, ist wenig begehrenswert. Und es hat obendrein gute Chancen, nach einem Kontakt mit einem auffahrenden Lkw einige Zentimeter kürzer zu sein.

CATLs Antwort auf diese Herausforderung heißt Shenxing Pro. Dabei handelt es sich um LFP-Batterien (Lithium-Eisenphosphat), die ultraschnelles Laden und enorme Reichweiten mit einer langen Lebensdauer und einem Höchstmaß an Sicherheit verbinden. Zur IAA Mobility in München hat CATL zwei Versionen mitgebracht: eine Ultra-Schnelllade-Version mit einer Speicherkapazität von rund 110 Kilowattstunden.  Die zweite Akku-Version läuft unter den Bezeichnungen „Super Long Life“ und „Long Range“ (extralanges Leben und große Reichweite) und kann 122 kWh speichern. Übersetzt bedeutet das: eine Haltbarkeit von zwölf Jahren beziehungsweise eine Million Kilometern bei einer Alterung von neun Prozent nach 200.000 Kilometern.

Was ist neu? Bei den neuen Schnelllade-Akkus lautet das Zauberwort 12C. Soll heißen: Die maximale Ladeleistung in Kilowatt ist in etwa zwölfmal so hoch wie die Speicherkapazität des Akkus. Konkret: Ein 50 kWh-Akku könnte den Strom mit bis zu 600 kW aufnehmen. In nur fünf Minuten wäre er wieder zu 100 Prozent gefüllt. So schnell kriegt man kaum den Tank eines Benziners gefüllt und die Tankrechnung im Kassenhäuschen bezahlt. In der Praxis lädt man im optimalen Temperatur- und SoC-Fenster mit fallender Leistungskurve. Und das sommers wie winters mit beinahe gleicher Geschwindigkeit. Bei CATL versprechen sie eine Anhebung des Ladestands (SoC) 10 bis 80 Prozent in 10 Minuten bei einer Außentemperatur von 25 Grad Celsius – und von 20 Minuten, um den SoC bei einer Außentemperatur von minus 20 Grad von 20 auf 80 Prozent anzuheben. Im Sommer ließen sich so 478 Kilometer in 10 Minuten gewinnen, im eisigen Winter 410 Kilometer in 20 Minuten.

Shenxing-Akku verträgt Ladeleistung von über 1,3 kW

Solche Zahlen kommen nicht von ungefähr. Die Superschnelllade-Variante der „Shenxing Pro“-Batterie erreicht eine Spitzenladeleistung von mehr als 1,3 MW. Selbst bei einem Ladestand von 20 Prozent liegt die Leistung noch bei 830 kW. LFP-Akkus gelten eigentlich nicht als flotte Stromsauger. Dass CATL sie nun in einer 12-C-Version anbietet, ist kein Zufall, sondern das Ergebnis intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit an den Zellen. Dabei wurde die Chemie der Anode überarbeitet: Arc-Graphit mit elastischen Pufferschichten sowie eine anorganische SEI steigern die Zyklenfestigkeit und die Ladegeschwindigkeit. Laut den chinesischen Akku-Experten sollen nach über 10.000 Ladezyklen noch über 70 Prozent der ursprünglichen Batteriekapazität erhalten sein. Das Elektroauto hat dann schon mehrere Hunderttausend Kilometer zurückgelegt.

Die sogenannte Wave-Cell ist der stille Held hinter der Shenxing-Pro-Batterieplattform. CATL formt die Zelle oben mit einer „Schulter“ und nutzt Raumteilung (Space-Sharing), so dass ein Verkleben und Kühlen an allen sechs Flächen möglich sind – ein Novum. Das Wave-CTB (Cell-to-Body) verändert auch den Aufbau der Batterie: Module lassen sich dichter packen, die Kühlung arbeitet effizienter, die Zellen halten länger. Auch die Schwingungen nehmen ab. Das erhöht die Packvolumeneffizienz auf 76 Prozent und die Steifigkeit um 25 Prozent. Zudem verdoppelt sich die Haltbarkeit, während eine polymerbasierte Bogenbodenstruktur die Kühlkanäle zusätzlich schützt.

Thermisches Durchgehen kein Thema mehr

Bleibt noch der Sicherheitsaspekt. „Sicherheit ist unser oberstes Gebot. Wir setzen auf keine aggressive, sondern eine verlässliche Technologie“, sagt Zhu Lingbo, der Cheftechniker von CATL. ‚No Propagation‘ heißt die Devise. Wörtlich: keine Ausbreitung. Gemeint ist, dass ein Fehler in einer Zelle nicht auf die Nachbarzellen und damit den gesamten Akku übergreift. Bei dieser sich selbst beschleunigenden Überhitzungsreaktion erzeugt die Batteriezelle mehr Wärme, als sie abführen kann. Das führt zu einem unheilvollen Dominoeffekt: Die Temperatur steigt immer schneller, chemische Zersetzungen setzen zusätzliche Hitze frei, bis es zur Druckentlastung (Venting), und schließlich zu Rauch oder Flammen kommen kann.

Nicht so bei den Shenxing-Pro-Akkus. Es gibt keine Kettenreaktion, da der Defekt nicht auf Nachbarzellen überspringt. Es brennt nicht, es raucht nicht – das Fahrzeug bleibt fahrfähig. Das Batteriemanagement trennt den betroffenen Bereich ab, kühlt diesen aktiv und hält den Rest des Packs in Betrieb. Die Leistung wird gedrosselt, aber Antrieb, Lenkung, Bremskraftverstärker, Licht und Heizung bleiben versorgt. Laut CATL bleibt die Hochvoltversorgung über eine Stunde kontrolliert aktiv. Das gibt dem Fahrer genug Zeit, sicher auf den Seitenstreifen, zur nächsten Ausfahrt oder in eine Werkstatt zu fahren. Auch für den Pannendienst bleiben die Batterien berechenbar: Das System bleibt elektrisch stabil und wird überwacht, statt chaotisch abzuschalten – das ist wichtig für Einsatzkräfte.

Wie wird das genau erreicht? Durch mehrstufige Schutzmaßnahmen in der Zelle. Dazu zählen ein flammenhemmender Elektrolyt, ein nicht brennbarer Separator und eine nanobeschichtete Kathode. Weitere Bausteine sind Aerogel-Barrieren und eine feuerfeste Beschichtung. Wichtig sind außerdem die aktiv gekühlte Hochvoltschiene und insbesondere die Überwachung kritischer Zellparameter – Isolation, Temperatur, Spannung und Druck. Damit bietet Shenxing Pro ausreichende Sicherheitsreserven auch für künftige Elektroautos, die vollautonom fahren an das Ziel fahren. „Diese Eigenschaften der Batterien sind eine essenzielle unabdingbare Funktion dafür“, erklärt Lingbo und fügt lächelnd hinzu: „Das ist erst der Anfang.“