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Entwicklung von umweltsensiblen Fahrzeugbatterien: Clarios stärkt Partnerschaft mit Altris

Der Batteriehersteller baut die Partnerschaft mit dem Spezialisten für nachhaltige Niedervolt-Energiespeicher aus. Ziel ist die Entwicklung leistungsfähiger Lösungen für zunehmend auch autonome Mobilitätsfunktionen.

Clarios zählt zu den führenden Batterieherstellern weltweit. Eine Marke des Unternehmens ist zum Beispiel Varta. | Bild: Clarios.
Clarios zählt zu den führenden Batterieherstellern weltweit. Eine Marke des Unternehmens ist zum Beispiel Varta. | Bild: Clarios.
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Claudia Leistritz

Batterien gehören in Fahrzeugen, egal ob Verbrenner oder elektrisch, zu den wichtigsten Komponenten. Im einen Fall starten Niedervolt-Systeme als Autobatterie das Fahrzeug und versorgen als Bordnetzbatterie die wachsende Anzahl elektrischer Systeme mit Strom. Bei E-Fahrzeugen ist zusätzlich zur Niedervolt-Bordnetzbatterie noch eine Hochspannungs- oder Hochvolt (HV)-Batterie erforderlich, die als wichtigster Bestandteil in diesen Fahrzeugen für den Antrieb sorgt.

Im Bereich Niedervolt-Batterien haben sich nun zwei Experten zusammengetan, um gemeinsam an der Weiterentwicklung dieser Energiespeicher für den steigenden Strombedarf im Mobilitätssegment zu arbeiten. Dabei geht es um die Natrium-Ionen-Batterie, einen als besonders „nachhaltig“ geltenden Batterietyp mit Einsatzbereich im Niederspannungsbereich, der – anders als in der Regel die üblichen Energiespeichersysteme – laut Angaben keine toxischen Bestandteile enthält.

Vereintes Know-how für zukünftige Produktion

Clarios, als einer der weltweit führenden Anbieter fortschrittlicher Niederspannungs-Batterietechnologien mit unter anderen der Marke Varta, hat bereits im Januar 2024 von einer Kooperation mit dem schwedischen Spezialisten für Natrium-Ionen-Speichertechnologien Altris berichtet. Wie das US-amerikanische Unternehmen vermeldet, wurde die Zusammenarbeit mit Altris nun um eine exklusive Vereinbarung (Joint Development Agreement, JDA) für die gemeinsame Entwicklung von Niederspannungsbatterien für Mobilitätsanwendungen ergänzt.

Demnach wird das 2017 in Uppsala nördlich von Stockholm gegründete Unternehmen innerhalb dieser Kooperation die Natrium-Ionen-Zellentechnologie im Niederspannungsbereich weiterentwickeln, während Clarios sein Know-how über Batteriemanagementsyteme (BMS), Software und Systemintegration beisteuert. Die jüngste Vereinbarung soll nun als Grundlage für die künftige Ausarbeitung detaillierter Produktionspläne für Niederspannungsfahrzeugbatterien mit Natrium-Ionen-Zellen dienen, heißt es.

Mehr Energiebedarf auch durch autonome Systeme

Mit der Kooperation reagieren die Unternehmen auf den in der Automobilindustrie wachsenden Bedarf an Energiespeichersystemen. Jedes Fahrzeug, egal ob als Verbrenner, Hybrid oder elektrisch unterwegs, ist auf ein Niederspannungsstromnetz zur Versorgung elektrischer Verbraucher angewiesen. Und die Komplexität und Anzahl vor allem auch softwarebasierter Elemente, die eine Stromversorgung benötigen, nimmt stetig zu. Darunter sind Entwicklungen wie das von Sensoren gesteuerte vollelektrische Lenken und Bremsen (Steer-by-Wire und Brake-by-Wire) nur die modernsten Beispiele, die bereits automatisierte Funktionen auch für fahrerlose Autos ohne herkömmliche Lenkmechanik ausführen. Aber auch die stromhungrige Unterhaltungselektronik und weitere Technologien zur autonomen Fahrzeugsteuerung, an denen die Automobilindustrie derzeit arbeitet, benötigen ihre Energie.

Besonderheit Na-Ion-Batterie: ungiftig

Natrium-Ionen-Batterien, so berichtet Clarios, sind nicht nur besonders gut geeignet zur Deckung des erhöhten Strombedarfs, sondern zugleich auch als besonders nachhaltig zu bezeichnen: denn zur Herstellung der Zellen werden nur Salz, Holz, Eisen und Luft benötigt – und diese sind „reichlich vorhanden und nicht toxisch“.

Das heißt auch, dass diese Komponenten – im Gegensatz beispielsweise zu den Lithium-Ionen-Batterien der Hochvolt-Systeme in Elektroautos – nicht nur leicht recycelt werden können, sondern auch keine Mineralien aus „potenziell problematischer Herkunft“ benötigen.

Ohne Leistungsverlust ethisch und wirkstofftechnisch einwandfreie Batterien zu produzieren ist für Batteriehersteller eine Herausforderung. Zur Gewinnung von Lithium wird in manchen Regionen zum Beispiel enorm viel Wasser verbraucht, was den Trinkwasserspiegel in diesen Gebieten absenken kann. Auch enthalten Lithium-Ionen-Akkus weitere Stoffe wie Nickel und Kobalt, die nicht nur giftig wirken können, sondern bisweilen, beispielsweise in Zentralafrika, auch unter menschlich fragwürdigen Bedingungen abgebaut werden. Es wird zwar an Alternativen mit geringerem Gehalt an Gift- oder problematischen Stoffen gearbeitet, jedoch bringen die Lösungen in der Regel auch einen Verlust an Energiedichte mit sich, der dann anderweitig ausgeglichen werden muss.

Unabhängiger mit weniger Chemiebedarf

Als Nachteil von Na-Ion-Systemen gilt allgemein, dass sie gegenüber den Lithium-Ionen-Varianten über eine etwas geringere Speicherkapazität verfügen. Als große Vorteile können bei Natrium-Ionen-Batterien jedoch die gesundheitliche Unbedenklichkeit sowie der kreislaufwirtschaftliche Nutzen durch die Recyclingfähigkeit herausgestellt werden. Wegen dieser positiven Faktoren mit höherer gesellschaftlicher Akzeptanz haben sich Clarios und Altris also zur Perfektionierung der ungiftigen Variante entschieden:

„Die Entwicklung von Na-Ion-Fahrzeugbatterien stellt nicht nur einen Fortschritt in der Batterietechnologie dar, sondern bringt auch die Kreislaufwirtschaft in der Automobilindustrie voran“,

schreibt das Batterieunternehmen über diesen Schritt. Da die Nachfrage nach umweltfreundlichen Energiespeichersystemen im Mobilitätssektor steige, so Federico Morales Zimmermann, Vizepräsident und General Manager Global Customers, Products and Engineering bei Clarios, sei er überzeugt, dass das Unternehmen durch die Kooperation mit Altris seine führende Position in der Entwicklung und Bereitstellung innovativer Batterielösungen ausbauen könne. Als förderlich für das Unternehmen wird vor allem aber auch das Nicht-Angewiesensein auf die Verwendung schwieriger Substanzen bei der Batterieherstellung betrachtet. Zimmermann:

„Dies ist ein bedeutender Schritt nach vorn in unserer Strategie, bei der Herstellung von Niederspannungsbatterien chemieunabhängig zu sein.“

Björn Mårlid, CEO von Altris bestätigt, dass sich das schwedische Unternehmen durch die Kooperation mit Clarios nun speziell auf die Entwicklung und Herstellung von auf den Automobilbatteriemarkt zugeschnittenen Natrium-Ionen-Batterien konzentrieren kann. Zu den finanziellen Bedingungen der exklusiven Vereinbarung werden keine Angaben gemacht.

Laut eigenen Aussagen fahren ein Drittel aller Fahrzeuge weltweit mit Clarios-Batterien. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Wisconsin nördlich von Chicago beschäftigt rund 16.000 Mitarbeiter in über 100 Ländern und gibt an, bis zu 99 Prozent seiner Batteriematerialien durch Recycling und Verwertung zurückzugewinnen. Zu den Batteriemarken zählen neben Varta unter anderen auch Heliar, Optima oder LTH, die überwiegend in Nord- und Südamerika zum Einsatz kommen. Clarios gehört zum kanadischen Investor und Unternehmensdienstleister Brookfield Business Partners.

Altris wurde 2017 in Schweden gegründet und hat seinen Hauptsitz in Uppsala nördlich von Stockholm. Zu den Hauptbetätigungsfeldern gehören die Entwicklung von Kathoden, Elektrolyten, Batteriezellen und Fabrikplänen zur Herstellung von innovativen Natrium-Ionen-Batterien. Das Unternehmen wird laut eigenen Angaben in seiner Arbeit von mehreren Investoren und der Europäischen Union unterstützt.

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