Obwohl die Ära der Lithium-Ionen-Batterien erst in den 1990er Jahren begann, haben sie es bereits geschafft, nicht nur den Bereich der kleinen Elektronik, sondern auch den Verkehrs- und Energiesektor zu revolutionieren. Diese Technologie entwickelt sich immer schneller und alles deutet darauf hin, dass moderne Lithium-Ionen-Batterien bald die Entwicklung vieler strategischer Bereiche der modernen Industrie, einschließlich der Automobilindustrie, vorantreiben werden.
Der Markt für Lithium-Ionen-Zellen wächst trotz der durch das Coronavirus verursachten Versorgungskrise sehr schnell. Prognosen zufolge wird er bis 2025 einen Wert von rund 84 Milliarden US-Dollar erreichen. Fast 40 % der Nachfrage entfallen auf Elektroautohersteller, und die Nachfrage wächst weiter. Schätzungen zufolge werden bis 2040 rund 70 % der eingesetzten Fahrzeuge Elektroautos sein. Dies bedeutet eine fünfmal höhere Nachfrage des Automobilmarktes als die derzeitige Produktionskapazität. Die rasch wachsende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien wird langfristig dazu führen, dass ihre Produktion steigt und folglich ihre Preise aufgrund von Größenvorteilen sinken. In den letzten zehn Jahren sind die Preise für Lithium-Ionen-Batterien bereits um 90 % gesunken, und alles deutet darauf hin, dass sich dieser Trend in Zukunft fortsetzen wird. Daraus lässt sich ableiten, dass die Preise von Elektroautos bald denen von Autos mit Verbrennungsmotor entsprechen werden.
Preise von Elektroautos nach unten?
Es wird geschätzt, dass die Kosten für eine Lithium-Ionen-Batterie heute etwa 35-40 % des Preises eines Elektroautos ausmachen, und vor einiger Zeit wurde ihr Anteil auf bis zu 80 % geschätzt. Experten gehen davon aus, dass, sobald der Preis für Lithium-Ionen-Batterien 100 Dollar pro Kilowattstunde erreicht hat, die Kosten für den Kauf eines Verbrennungsautos und eines Elektroautos ähnlich sein werden. Noch im Jahr 2020 waren es 137 USD pro Kilowattstunde, was bedeutet, dass dieser Moment bald kommen könnte, obwohl er sich aufgrund des weltweiten Anstiegs der Rohstoffpreise aufgrund der Auswirkungen der Coronavirus-Pandemie voraussichtlich etwas verzögern wird. Die Preise für Metalle, die für die Produktion von Autobatterien benötigt werden, sind um etwa 40 % gestiegen, aber dies ist ein vorübergehender Trend. Die Hersteller gehen davon aus, dass die Optimierung der Gewinnung, der Produktion von Zellen und der Elektrofahrzeuge selbst den Durchschnittspreis von Autos mit Elektromotor in Zukunft um bis zu 56 % senken wird.
Was bestimmt den Preis einer Batterie für ein Elektroauto?
Den größten Einfluss auf die Kosten von Lithium-Ionen-Batterien haben heute die für ihre Herstellung benötigten seltenen Rohstoffe. Laut BloombergNEF machen die hohen Kosten für den Abbau der Metalle, aus denen die Kathode besteht, wie Lithium, Nickel, Kobalt oder Magnesium, bis zu 51% des Preises der gesamten Batterie aus. Die zweitgrößte Komponente des Preises von Lithium-Ionen-Batterien sind die „sauberen“ Produktionskosten in Fabriken, d. h. die Abschreibungskosten für Arbeit, Herstellung und Ausrüstung. Sie machen bis zu 24 % des Gesamtpreises der Batterie aus, das ist mehr als die Kosten für die Anode (12 %) und den Elektrolyten (7 %). Weitere 7 % entfallen auf die Kosten für die Herstellung von Batteriekomponenten für Elektroautos, wie Zellseparatoren und Gehäuse. Diese Komponenten sind sehr wichtig für das ordnungsgemäße Funktionieren der Batterie, da sie mögliche elektrische Ausfälle verhindern und die empfindlichen Teile der Batterie vor verschiedenen Arten von Schäden schützen. Unabhängig von den Kosten der Rohstoffgewinnung haben Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien ein großes Entwicklungspotenzial, nämlich die Effizienz ihrer Produktion in den eigenen Fabriken. Die Technologie, die es ermöglicht, die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung von Gehäusen und Zellisolierungen zu erhöhen, ist expandiertes Polypropylen (EPP), aus dem Knauf Industries mit moderner Druckgusstechnologie langlebige Batteriepacks herstellt.
Zuverlässiger Schutz für die Batterie des Elektroautos
Entscheidend für die Haltbarkeit und Lebensdauer einer Elektroauto-Batterie ist die Art und Weise, wie sie eingesetzt wird und unter welchen Bedingungen sie arbeiten muss. Der optimale Temperaturbereich für den Betrieb beträgt 20-25 °C. Daher verwenden die Hersteller neben dem effektiven Kühl- und Heizsystem Isolierelemente, die die Zellen thermisch und elektrisch schützen. Expandiertes Polypropylen (EPP) ist perfekt für diese Art von Anwendung. Daraus hergestellte komplette Sets von Batterieisolierungen für Elektroautos sind extrem leicht, wodurch sie das Gewicht der Batterie nicht erhöhen, und sind gleichzeitig sehr langlebig und mechanisch widerstandsfähig. Aufgrund seiner wärmeisolierenden Eigenschaften verhindert EPP-Schaum die Übertragung von hohen Temperaturen zwischen den Zellen und ist feuer- und hitzebeständig. Außerdem minimiert es aufgrund seiner sehr hohen Durchbruchsspannung das Risiko eines Stromflusses zwischen den Zellen einer Autobatterie. Aufgrund seiner Schaumstruktur absorbiert dieses Material Stöße sehr gut und verformt sich nicht dauerhaft, sondern kehrt in seine vorherige Form zurück und behält alle seine Eigenschaften bei. Dies macht geschäumtes Polypropylen zu einem vielseitigen Material für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien, Batteriezellenseparatoren, alle Arten von Wärmedämmelementen sowie Verbindungs- und Befestigungsschienen, die herkömmliche Lösungen mit zusätzlichen Werkzeugen erfolgreich ersetzen.