Verbesserte Batterien für Elektromobilität sollen mit umweltschonend verwendeten Materialien, Reparierbarkeit, Langlebigkeit und leistungsstarkem Durchhaltevermögen den Weg für mehr Nachhaltigkeit im Verkehr frei machen. Wir werfen Blicke hinter die Kulissen des aktuellen Szenarios.
Eigentlich sind E-Auto-Batterien nur Speicher für – vorzugsweise erneuerbare – Energie. Im Transformationsalltag haben Batterietechnologien allerdings längst relevante Rollen eingenommen, um als Antriebsstars für nachhaltige Mobilität zu wirken. Ohne Batterien geht nichts in der E-Mobilität. Fortschritte bei neuen Batterietypen, beim Recycling und bei der Produktion treiben die Elektrifizierung des Verkehrs effizient voran.
Moderne Batterien leisten immer mehr, weshalb E-Autos bei den Menschen mittlerweile besser ankommen als noch vor ein paar Jahren. So kommt es, dass die Zulassungszahlen in Deutschland in die Höhe schnellen. Tendenz steigend: Denn künftig sollen sich mehr Menschen mit kleinem und mittlerem Einkommen ebenfalls Pkw mit Elektroantrieb leisten können: Die Bundesregierung plant, ihnen die Anschaffung von Fahrzeugen ohne Verbrennermotor finanziell zu erleichtern. Doch je mehr E-Autos auf den Straßen unterwegs sind, desto gewichtiger wird die Frage: Wie halten es die energiereichen Ermöglicher der Elektromobilität mit der Ökologie?
Neue, günstigere Zelltypen
Die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen wie Lithium und Kobalt bleibt eine Herausforderung, weshalb alternative Batteriekonzepte wie Natrium-Ionen-Batterien intensiv erforscht werden. Zugleich spielen politische Vorgaben und Rahmenbedingungen, beispielsweise Batteriepass und Förderungen, sowie der Ausbau nachhaltiger Produktionsverfahren – etwa mit deutlich geringerem Energieverbrauch – eine wachsende Rolle, wenn es darum geht, wie batteriegetriebene Elektromobilität in einer Gesellschaft ankommt, die in Richtung Klimaneutralität strebt.
Insbesondere Feststoffbatterien (Solid-State) gelten als Gamechanger für die kommenden Jahre, weil sie höhere Energiedichten und erhöhte Sicherheit bei geringeren Ladezeiten versprechen. Sie befinden sich aber noch auf dem Weg zur globalen Massenproduktion. Neue Zelltypen wie Lithium-Eisenphosphat (LFP) sind günstiger in der Herstellung und bieten stabile Preise im Vergleich zu teureren Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien, die derzeit in Europa noch vorwiegend verwendet werden.
Modularität trendet: Prologium Technology und das französische Forschungszentrum CEA präsentierten auf der IAA Mobility 2025 den Prototypen eines recycelbaren Festkörperbatteriemoduls. Der Prototyp soll zeigen, wie die Automobilindustrie beziehungsweise deren Batterien durch eine leicht demontierbare und recycelbare Modulstruktur nachhaltiger werden können. Die Partner arbeiten seit November 2024 zusammen, um ein Festkörperbatteriemodul mit einer Struktur zu entwickeln, das leicht auseinandergebaut werden kann. Die Kombination passt: Prologium steuert seine anorganischen Lithium-Keramik-Festkörper-Batteriezellen bei – mit hohen Sicherheitsstandards, Schnellladefähigkeit und Leistungsfähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen. Das Forschungszentrum CEA fügt seine Expertise in Moduldesign, Prototypenentwicklung sowie Prüfung und Validierung hinzu.
Die modulare Architektur ermöglicht den schnellen Austausch einzelner Batteriezellen, was Abfall reduziert und die Lebenszykluskosten senkt. Prologium betreibt in Paris-Saclay ein Zentrum für Forschung und Entwicklung. Außerdem plant das 2006 gegründete Unternehmen mit Hauptsitz in Taiwan eine Gigafabrik in Dünkirchen. Die Fabrik soll etwa 2027 die Massenproduktion aufnehmen. Die europäische Batteriewertschöpfungskette könnte mit Modul-Innovation und Herstellungsinvestition ein wichtiges Nachhaltigkeitsglied einhängen.
Die Festkörperbatterien von CEA und Prologium gehen mit ihrem modularen Ansatz in den gesamten Lebenszyklus hinein. Denn diese modulare Architektur ermöglicht es, defekte oder gealterte Zellen zu ersetzen, ohne den gesamten Batteriepack zu entsorgen. Das reduziert Elektroschrott, verkürzt Reparaturzeiten und reduziert die Gesamtkosten.
Anstelle von viel Abfall soll so mehr Kreislaufwirtschaft entstehen. „Unsere neue Generation von Festkörperbatterien kombiniert höchste Energiedichte mit einem innovativen, modularen Design, das Reparatur und Recycling revolutionieren wird“, sagt Prologium-CEO Vincent Yang. „Mit unserem ‚Design-for-Disassembly‘-Ansatz setzen wir einen neuen Standard für Nachhaltigkeit und Wiederverwendbarkeit in der Batterieindustrie.“ Dies sei ein entscheidender Schritt, um die Elektromobilität sicherer, effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten.
Nachhaltige Materialkreisläufe
Batterien herkömmlicher Bauweise mit geschlossenen Architekturen (Cell-to-Pack, Cell-to-Chassis) erschweren Recycling und Reparatur, weil bei Defekten oft ganze Module zerkleinert und verschrottet werden müssen. Das neue Design von Prologium und CEA erlaubt dagegen die Wiedergewinnung einzelner Zellkomponenten wie Elektrolyte und Elektroden durch einfache Trennung, was nachhaltige Materialkreisläufe fördert und die Recyclingeffizienz steigert. Mit Lithium-Eisenphosphat- (LFP) und Solid-State-Batterien, die besonders umweltschonend, langlebig und sicher sein sollen, machte der chinesische Autohersteller BYD von sich reden. BYD baut Batterien, die sich modular erweitern lassen und dadurch Material und Ressourcen sparen. Die Blade-Batterie von BYD gilt als besonders innovativ, denn sie erreicht mit ihrer flachen Bauform eine höhere Energiedichte, soll große Sicherheit bieten und ist auf eine hohe Lebensdauer ausgelegt. Beim Herstellungsprozess der Blade-Batterien werden keine Schwermetalle wie Nickel oder Kobalt verwendet.
Kein Zweifel: Mithilfe neuer Technologien und Materialien werden Batterien umweltfreundlicher. Fortschritte beim Recycling ermöglichen heute die Rückgewinnung von bis zu 90 Prozent wertvoller Metalle wie Kobalt und Nickel. Ohne Kreislaufwirtschaft wären die ökologischen Auswirkungen der Batterieproduktion sowie Rohstoffknappheiten nicht klima- und vorgabengerecht zu organisieren. Bis 2031 sieht etwa die EU-Batterieverordnung vor, dass 80 Prozent des enthaltenen Lithiums recycelt werden müssen – Abhängigkeiten von neuen Rohstoffen nehmen dadurch ab.