Wird die neue Wunderzelle von BMZ die Akku-Welt revolutionieren?

Die letzten drei Tage habe ich auf dem 10. Battery Experts Forum in der Stadthalle Aschaffenburg verbracht. Zum einen wurde ich von der Batteryuniversity GmbH als externer Eventmanager damit beauftragt, die Organisation und Moderation der Veranstaltung durchzuführen, zum anderen hatte ich selber mit inside eBike einen Vortragsslot in der Nebensession „Elektromobilität“. Ich war also nah am Geschehen und konnte mich intensiv mit den Herstellern der Batteriezellen und Batteriepacks auseinandersetzen.

Während der Podiumsdiskussion mit der Überschrift „Quo vadis 18650“ konnte ich den Herstellern mal auf den Zahn fühlen. Die Frage, die viele Teilnehmer beschäftigte, war, ob es eine Zukunft für den Industriestandard 18650 gibt! An der Diskussion haben sich Malte Bonk (Panasonic), Dirk Widmann (Samsung SDI), Sven Bauer (BMZ), Julien Scholl (Kärcher) und Klaus Justinski (Fein GmbH) beteiligt.

Podiumsdiskussion Battery Experts Forum 2016

(v.l.n.r.: Malte Bonk (Panasonic), Dirk Widmann (Samsung SDI), Sven Bauer (BMZ GmbH), Julien Scholl (Kärcher), Klaus Justinski (Fein GmbH) – Bild: Werner Wiesmeier)

Meine Erkenntnisse aus diesem Bereich möchte ich hiermit an Euch weitergeben, denn diese Entwicklung könnte durchaus auch Auswirkungen auf die zukünftigen Generationen und Kosten der eBike-Batterien haben.

Status Quo der Rundzelle

Derzeit dominiert der Industriestandard 18650 den Markt. Diese Bezeichnung wird aus Durchmesser und Höhe der Zelle abgeleitet, also 18 mm Durchmesser und 65 mm Höhe. Diese Zellen werden in den verschiedensten Konsumerprodukten, wie Laptop, Akkubohrer, Gartenschere und eBike-Akku verbaut und darüber hinaus sogar in Elektrofahrzeugen, wie z.B. im Tesla Model S.

Die Weiterentwicklung der Komponenten der Rundzelle wird jedes Jahr aufs Neue mit großen Investitionen vorangetrieben. Die Kapazitätssprünge sind aber nur noch mit sehr hohem Aufwand zu erzielen, Daher haben einige Hersteller angekündigt auf ein neues Zellenformat zu setzen. Dies jedoch birgt einige Herausforderungen für die Produkthersteller. Denn bisher war es aufgrund der einheitlichen Größe auch bei unterschiedlichen Marken möglich, unterschiedliche Rundzellen in der selben Batterie zu verbauen. Um eine Abhängigkeit von einem Zellenhersteller zu vermeiden, setzen die Produkthersteller auf verschiedene Marken. Sollte es jetzt aber unterschiedlich Strategien bezogen auf die Größe der neuen Rundzellen geben, werden die Entwicklungs- und Produktkosten von Konsumerbatterien steigen.

Die neueste Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie ist die Silizium-Anode, mit welcher weitere Kapazitätssprünge zu erwarten sind. Panasonic hat z.B. mit der NCR18650GA eine Rundzelle mit Silizium-Anode im Portfolio, die eine Nominalkapazität von 3,45 Ah aufweist.

Samuel De-Leon hat in seinem Impulsvortrag eine Steigerung der Kapazität durch die Silizium-Anode auf 5 Ah vorausgesagt. Malte Bonk von Panasonic hat daraufhin jedoch die Grenze bei 4 Ah gezogen.

Strategie Samsung

Im Gespräch und auch während der Podiumsdiskussion hat Herr Widmann die Strategie von Samsung klar geäußert. Samsung wird zukünftig den F&E-Fokus auf die neue Größe 21700 (21 mm Durchmesser, 70 mm Höhe) setzen. Die 18650er-Zellen, die derzeit im Produktportfolio sind, werden weiterhin produziert und vertrieben. Wie lange jedoch, vermochte er nicht zu sagen. Batteriehersteller, die diese Rundzellen verbauen und darauf vertraut haben, dass man jedes Jahr mit einer Kapazitätssteigerung rechnen kann, werden nun enttäuscht. Um die Marketing-Maschinerie weiterhin aufrecht erhalten zu können und mit jedem Produktupdate eine Steigerung der Kapazität verkünden zu können, müsste man aufgrund der sich verändernden Abmessungen der Rundzelle Neuentwicklungen anstoßen, was Investitionen und Zeit bedarf.

Strategie Panasonic

Panasonic hat im letzten Jahr die Rundzelle im neuen Zellenformat 20650 (20 mm Durchmesser, 65 mm Höhe) promotet und damit durchaus Erfolge erzielt und Kunden von deren Vorzüge überzeugt. Aktuell findet man die neue Zelle z.B. im Akku-Bohrschrauber EY 74A2LJ2G/PN2G/X. Eine klare Strategie bezogen auf eine eigene 21700 konnte in der Diskussion auf der Bühne seitens Panasonic nicht formuliert werden.

Nun muss man aber bedenken, dass Tesla in Kooperation mit Panasonic in Nevada die Gigafactory aufbaut. Tesla hat sich schon auf das Format 21700 festgelegt. Leider konnte ich nicht rausfinden, was der Kooperationsvertrag zwischen Telsa und Panasonic alles regelt. Ich habe einfach mal in den Raum geworfen, dass Panasonic sich sicherlich ein Kontingent der 21700er Rundzelle gesichert hat, welches man selber vertreiben kann. Somit hätten schon zwei Hersteller eine Rundzelle im Format 21700 im Programm und der Rest müsste nachziehen. Dies sind aber nur Spekulationen, welche seitens Panasonic weder bestätigt noch dementiert wurden.

Strategie BMZ

Die BMZ GmbH ist bisher ein Kunde von den Zellenherstellern und verbaut die Rundzelle in seinen Batteriepacks für viele Kunden weltweit. Das Einkaufsvolumen ist enorm und die Abhängigkeit sehr groß. Eine eigene Zelle „made in Germany“ auf den Markt zu bringen, ist aber die Vision des Inhabers Sven Bauer.

Da der Aufbau einer Fertigung von Rundzellen sehr zeit- und kostenintensiv ist, hat man von einem Alleingang abgesehen. Daher kam die Ankündigung durch Sven Bauer auf dem Battery Experts Forum für mich nicht überraschend, für die Teilnehmer und die Öffentlichkeit aber schon.

Sven Bauer hat am Ende von seinem Vortrag eine neue Wunderzelle angekündigt. Diese wurde laut seiner Aussage zusammen mit Partnern aus Deutschland entwickelt und soll in Asien bei einem namenhaften Zellenhersteller im Auftrag produziert werden.

Die Features sind auf dem Bild gut zu erkennen, auch wenn die Qualität des Fotos aufgrund der Lichtverhältnisse in dem großen Saal schlecht ist. Ob BMZ im 18650er Zellenformat bleibt, wurde von ihm im Vortrag nicht abschließend beantwortet. Hinter vorgehaltener Hand wurde schon das neuen Format in der Größe 21700 erwähnt. Ende 2016 soll ein Prototyp fertig sein.

Features

  • 100% höhere Lebensdauer
  • 68% mehr Leistung
  • 88% mehr Energie
  • 400% mehr Ladestrom
  • schnelles Nachladen
  • bis zu 60% mehr Kapazität
  • bis zu 15 Jahren Garantie

BMZ Wunderzelle Rundzelle 18650 21700

Einen Tag später während der Podiumsdiskussion habe ich versucht, die Größe der neuen Wunderzelle herauszufinden, leider ohne Erfolg. Auf Nachfrage, ob er die Investitionen zusammen mit den Partnern tätigt, wurde ich auf eine Verkündung am Ende des Jahres durch die Bundesregierung vertröstet. Ich kann nur vermuten, dass BMZ diese Wunderzelle in einem Forschungsprojekt mit Verbundpartnern mit Unterstützung von Fördergeldern entwickelt.

Als Einsatzzweck für die neue Wunderzelle wurde der Bereich Power-Tool und eBike genannt. Da die Anforderungen an beide Anwendungen unterschiedliche Charakteristiken erfordert, muss dies wirklich eine Wunderzelle sein, oder sogar die eierlegende Wollmilchsau?

Ob sich Herr Bauer mit einer eigenen Zelle einen Gefallen tut bleibt abzuwarten. Immerhin kann das nicht im Interesse seiner Lieferanten liegen. Auf der einen Seite würden diese durch eine reduzierte Abnahmemenge auf einer großen Menge Rundzellen sitzen bleiben und auf der anderen Seite wird ein Wettbewerber durch die Auftragsfertigung gestärkt.

Was meint Ihr? Wird diese Wunderzelle die Akku-Welt revolutionieren?

mehr Rundzelle 01

 

Bild: inside eBike / Benjamin Hösel

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