Laut Kurt Kelty, Vizepräsident für Batterie, Antrieb und Nachhaltigkeit bei Common Motors (GM), verändern Fortschritte bei der Batterieinnovation sowohl die Mobilität als auch die Energiesysteme. Beim Herbstkolloquium der MIT Vitality Initiative (MITEI) untersuchte Kelty, wie GM Batterietechnologien der nächsten Technology vom Labor in die Kommerzialisierung bringt und so die amerikanische Batterieinnovation vorantreibt. Das Kolloquium ist Teil der laufenden Rednerreihe MITEI Presents: Advancing the Vitality Transition.
Bei GM konzentriert sich Keltys Workforce vor allem auf drei Dinge: Erstens darauf, die Erschwinglichkeit zu verbessern, um mehr Elektrofahrzeuge (EVs) auf die Straße zu bringen. „Wie senken Sie die Kosten?“ fragte Kelty das Publikum. „Es sind die Batterien. Die Batterien machen etwa 30 Prozent der Fahrzeugkosten aus.“ Zweitens ist sein Workforce bestrebt, die Batterieleistung zu verbessern, einschließlich der Ladegeschwindigkeit und der Energiedichte. Drittens arbeiten sie an der Lokalisierung der Lieferkette. „Wir müssen hier in Nordamerika unsere Widerstandsfähigkeit und Unabhängigkeit stärken, deshalb sind wir nicht auf Materialien aus China angewiesen“, erklärte Kelty.
Um ihre Bemühungen zu unterstützen, werden Ressourcen in den Virtualisierungsbereich gesteckt, wodurch die für Forschung und Entwicklung aufgewendete Zeit erheblich verkürzt wird. Jetzt kann Keltys Workforce die Modellierung im Vorfeld mithilfe künstlicher Intelligenz durchführen und so den Zeitaufwand, der früher Monate gedauert hätte, auf ein paar Tage reduzieren.
„Wenn man … den Nickelgehalt auch nur geringfügig ändern möchte, können wir sehr schnell modellieren: ‚OK, wie wird sich das auf die Energiedichte auswirken? Die Sicherheit? Wie wird sich das auf die Ladefähigkeit auswirken?‘“, sagte Kelty. „Wir können das auf Zellebene betrachten, dann auf Paketebene und dann auf Fahrzeugebene.“
Kelty gab bekannt, dass sie eine Lösung gefunden haben, die Erschwinglichkeit, Zugänglichkeit und Kommerzialisierung berücksichtigt: Lithium-Mangan-reiche (LMR)-Batterien. Zuvor versuchte die Industrie, die Kosten zu senken, indem sie den Kobaltgehalt in Batterien durch den Zusatz höherer Nickelmengen senkte. Aufgrund ihrer hohen Reichweite sind diese Batterien mit hohem Nickelgehalt in den meisten Autos in den USA unterwegs. LMR-Batterien gehen jedoch noch einen Schritt weiter, indem sie den Nickelanteil reduzieren und mehr Mangan hinzufügen, was die Kosten der Batterien bei gleichbleibender Reichweite noch weiter senkt.
Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) sind in China die Chemie der Wahl und bekannt für niedrige Kosten, lange Lebensdauer und hohe Sicherheit. Bei LMR-Batterien sind die Kosten mit denen von LFP vergleichbar, wobei der Bereich eher dem Bereich mit hohem Nickelgehalt entspricht. „Das ist wirklich ein Durchbruch“, sagte Kelty.
Laut Kelty sind LMR-Batterien nicht neu, aber ihre Einführung struggle mit Herausforderungen verbunden. „Die Leute wussten davon, aber sie wussten nicht, wie sie es kommerzialisieren sollten. Sie wussten nicht, wie sie es in einem Elektrofahrzeug zum Laufen bringen sollten“, erklärte er. Nachdem GM nun die Kommerzialisierung herausgefunden hat, werden sie im Jahr 2028 die ersten sein, die diese Batterien in ihren Elektrofahrzeugen vermarkten.
Kelty äußerte sich auch begeistert über den künftigen Einsatz von Car-to-Grid-Technologien. Mit einem bidirektionalen Ladegerät mit bidirektionalem Energiefluss könnten Elektrofahrzeuge laden, aber auch Strom aus ihren Batterien zurück in das Stromnetz senden. Dies würde es den Kunden ermöglichen, „ihre Fahrzeuge nachts aufzuladen, wenn die Strompreise wirklich niedrig sind, und sie tagsüber zu entladen, wenn die Strompreise wirklich hoch sind“, sagte er.
GM ist nicht nur im Transportsektor tätig, sondern erkundet auch Möglichkeiten, sein Batterie-Know-how auf Anwendungen in der Energiespeicherung im Netzmaßstab auszuweiten. „Im Second ist es ein großer Markt, aber er wächst aufgrund des Wachstums der Rechenzentren sehr schnell“, sagte Kelty.
Mit Blick auf die Zukunft der Batterieherstellung und von Elektrofahrzeugen in den Vereinigten Staaten bleibt Kelty optimistisch: „Wir haben hier die Technologie, um dies zu ermöglichen. Wir hatten hier immer die Innovation. Jetzt bekommen wir immer mehr Produktionsanteile. Wir bekommen das alles zusammen. Wir haben hier einfach enorme Chancen, die ich hoffentlich nutzen und hier wirklich eine riesige Batterieindustrie aufbauen kann.“
Diese Rednerreihe stellt Energieexperten und Führungskräfte vor, die an der Spitze der wissenschaftlichen, technologischen und politischen Lösungen stehen, die zur Umgestaltung unserer Energiesysteme erforderlich sind. Besuchen MITEIs Veranstaltungsseite Weitere Informationen zu dieser und weiteren Veranstaltungen finden Sie hier.