Elektroauto-Batterie: Kosten, Haltbarkeit, Recycling

Akkus sind Stromspeicher. Sie wandeln chemische Energie in elektrische Energie um.

Akkus sind im Gegensatz zu Batterien wiederverwendbar. Sie können nach der Nutzung wieder aufgeladen werden und dann von Neuem Elektrizität abgeben.

• Jeder Akku besteht aus zwei Elektroden, Anode und Kathode, die sich in einem leitenden Medium (Elektrolyt) befinden.
• Das Elektrolyt muss dabei nicht flüssig sein, es gibt auch gelartige oder feste Elektrolyte.
• Die beiden Elektroden sind durch den Separator getrennt.
• Diese poröse Wand verhindert einen Kurzschluss, ermöglicht aber die Wanderung von geladenen Ionen von der Anode zur Kathode.
• Dadurch fließt elektrischer Strom.

In Elektrofahrzeugen setzen die Hersteller in der Regel Lithium-Ionen-Akkus ein, die eine hohe Leistung bei relativ kompakter Bauform erreichen. Wenn der Akku geladen wird, pumpt das Ladegerät die Ionen von der Kathode zurück zur Anode.

Feststoffbatterien sind spezielle Akkumulatoren, bei denen ausschließlich feste Materialien zum Einsatz kommen.

• Beide Elektroden und das Elektrolyt bestehen aus Feststoffen.
• Diese Akkus können besonders hohe Energiedichten erreichen.
• Damit das funktioniert, müssen metallische Anoden eingesetzt werden, Graphit-Anoden wie bei den üblichen Akkus erreichen nicht die notwendige Leistung.
• Während des Betriebs darf es nicht zur Ausbildung von Dendriten zwischen Anode und Kathode kommen, sonst droht ein Kurzschluss im Akku.

Durch die Verwendung von festen Materialien ist die Brandgefahr insgesamt geringer und die Reichweite des Akkus potenziell größer.

Zudem reduzieren Feststoffbatterien die Abhängigkeit von Rohstoffen wie Kobalt. Bisher gibt es noch kein Elektroauto, bei dem Feststoffakkus eingesetzt werden.

Einige Linienbusse von Daimler hatten bereits Festkörperbatterien im Einsatz, nach einem Brand wurden aber alle Busse zurückgerufen.

Lithium-Ionen-Akkus laden schnell und überstehen im Vergleich zu älteren Modellen viele Ladezyklen, ohne nennenswert Kapazität zu verlieren.

Die Akkus nutzen Kathoden aus Lithium-Metalloxid und Anoden aus Graphit.

Diese Kombination bietet ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis und wird in der Mehrzahl aller Akkus eingesetzt.

Ein großer Vorteil ist die vollständige Wiederaufladbarkeit und der fehlende Memory-Effekt, der bei älteren Nickel-Cadmium-Batterien für eine schnell sinkende Kapazität sorgte.

Zudem ermöglicht die Verwendung von Lithium den höchsten Wirkungsgrad aller derzeit kommerziell verfügbaren Technologien, da es verhältnismäßig leicht ist und ein hervorragender Energiespeicher ist.

Die Preise für Lithium-Ionen-Akkus sind viele Jahre über gefallen, kürzlich aber wieder etwas gestiegen (Stand Dezember 2022).

Inzwischen liegen sie bei durchschnittlich 140 € pro Kilowattstunde.

Bei dem im Sommer 2020 erschienenen VW ID.3, der eine Batterie mit 58 kWh mitbringt, betragen die Kosten für die Batterie also ungefähr 8.100 €.

Kritiker der Elektromobilität weisen häufig darauf hin, der Nachteil sei, dass die Batterien der E-Autos nur eine kurze Lebensdauer hätten und schon nach wenigen Jahren getauscht werden müssten.

Lohnt sich also der Kauf eines Elektroautos mit Batterie überhaupt oder ist ein Modell mit einer Batteriemiete sinnvoller?

• Die Lebensdauer einer Batterie hängt von den Ladezyklen ab.
• Moderne Lithium-Ionen-Akkus verkraften bis zu 3.000 Ladezyklen. Ein Ladezyklus entsprich einer vollständigen Be- und Entladung.
• Die Kapazität der Batterie sinkt mit zunehmendem Alter und ist abhängig von den Ladezyklen, der Art der Aufladung, der Unterbringung des Fahrzeugs und dem Fahrstil des Fahrers.
• Die Akkus erreichen in der Regel 1.000 Ladezyklen, bevor die Kapazität überhaupt abnimmt.
• Nach 1.500 bis 3.000 Ladezyklen hat sie immer noch ungefähr 80% der ursprünglichen Kapazität.

Ausgehend von einer Reichweite von 300 km kann das Elektroauto 300.000 km ohne merkbaren Ladeverlust fahren und selbst nach 450.000 km hat der Akku noch mindestens 80% seiner ursprünglichen Leistung.

Grundsätzlich liegt der durchschnittliche Verbrauch eines Elektroautos zwischen 15 kWh und 25 kWh pro 100 km.

Ein wichtiger Faktor für die Reichweite ist die Kapazität der Batterie. Je größer die Batterie ist, desto höher ist auch die Reichweite.

E-Autos mit Lithium-Ionen-Akkus können bis zu 600 km zurücklegen. Wie weit Elektroautos in der Praxis kommen, lesen Sie in unserem Ratgeber zur Reichweite von Elektroautos.

Wie Sie die Reichweite Ihres E-Autos bei Minusgraden optimieren und was Sie dabei beachten müssen, erfahren Sie in unserem Ratgeber.