(Nicht nur) Tesla arbeitet an Elektroauto-Akkus ohne Kobalt

Elon Musk hat via Twitter nochmals die bereits früher getätigte Aussage bestätigt, dass Tesla momentan an einer Batterie-Generation arbeite, die gänzlich ohne den umstrittenen Rohstoff Kobalt auskomme. Dies wiederum deckt sich mit Aussagen von Panasonic, die maßgeblich für die Entwicklung der Zelltechnologie verantwortlich sind und gemeinsam mit Tesla die Gigafactory betreiben.

Der für den Geschäftsbereich zuständige Panasonic-Manager Kenji Tamura hatte in einem Gespräch mit Analysten darauf hingewiesen, dass man den Bedarf an Kobalt bereits in den momentan hergestellten Akkus erheblich reduziert habe. Für die weitere Entwicklung sei eine Reduzierung „auf Null“ das erklärte Ziel der Japaner.

Kobalt gilt als kritischer Rohstoff, weil sich die meisten Minen in Konfliktgebieten befinden. Im afrikanischen Kongo soll das Material unter menschenunwürdigen Bedingungen und mit für die Umwelt katastrophalen Folgen abgebaut werden, z.T. von Kindern. Kobalt und Nickel sind giftige Schwermetalle, andere Minen befinden sich z.B. in China, Kanada oder Australien.

Antreiben dürfte die Produzenten auch, dass die Weltmarktpreise mit rasant wachsender Nachfrage steigen – wobei das mit steigenden Margen bei Elektroautos leicht kompensiert werden kann. Vor allem chinesische Akku-Produzenten sollen sich mit langfristigen Lieferverträgen einen erheblichen teil der weltweiten Förderkontingente gesichert haben, was den Druck auf andere Anbieter noch steigert. Betrachtet man die Problematik nicht aus der populären Preisperspektive, dann geht es hauptsächlich um die Bedarfssicherung.

 
NMC
 
Englisch „lithium nickel manganese cobalt oxide“, Abkürzung für Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid bezeichnet ein ganzes Stoffsystem. Batterien auf Basis dieses Kathodenmaterials vereinen mehrere Vorteile anderer Batterietechnologien auf sich: Die hohe Kapazität von Lithium-Kobaltoxid, die gute Hochstromfähigkeit von LithiumNickeloxid und die Überladestabilität sowie den Preisvorteil von Lithium-Manganoxid. Sie bieten außerdem eine hohe mittlere Entladespannung und können relativ schnell geladen werden.
 
NMC 111, 622, 532, 811
 
Innerhalb der Summenformel für NMC gelten verschiedene Zusammensetzungen von Nickel, Kobalt und Mangan als besonders vielversprechend für den Einsatz in LithiumIonen-Batterien: Von NMC:111 (mit jeweils gleichen Anteilen) über NMC:532 (mit 5 Anteilen Nickel, 3 Anteilen Kobalt und 2 Anteilen Mangan), NMC:622 (mit 6 Anteilen Nickel und jeweils gleichen Anteilen für Kobalt und Mangan) bis hin zu NMC:811 (mit 8 Anteilen Nickel und jeweils gleichen Anteilen für Kobalt und Mangan).
 
Weitere Informationen: isi.fraunhofer.de (PDF)
 

Bislang bestehen die Akkus für Elektroautos häufig zu gleichen Teilen aus (N)ickel, (K)obalt und (M)angan. Eine neuere Akkugeneration erreicht bereits heute ein unproblematischeres Rohstoffverhältnis. In Akkus vom Typ NCM 811 werden achtzig Prozent Nickel, zehn Prozent Mangan und zehn Prozent Kobalt eingesetzt. Angeblich konnten Panasonic bzw. Tesla diesen Anteil bereits jetzt auf 3 Prozent drücken.

Die spezifische Energie eines typischen NMC-Akkus liegt bei circa 150 Wh/kg, was in einer volumetrischen Energiedichte von circa 400 Wh/l resultiert. Beachtenswert ist zudem, dass NMC-Akkus wie fast jede Lithium-Ionen Typ eine Selbstentladungsrate haben, diese fällt allerdings mit maximal acht Prozent in dreißig Tagen recht niedrig aus.

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Kobalt soll vor allem benötigt werden, damit die Akkus in Elektroautos schnell geladen werden können. Es gibt Stimmen, die einen vollständigen Verzicht auf das Material für ein unmögliches Vorhaben halten und eine weitere Reduzierung des Anteils kritisch sehen.

„Kobalt sorgt dafür, dass ein Akku Stabilität aufweist. Wer behauptet, Kobalt aus Akkus verbannen zu wollen, spricht von einem unmöglichen Vorhaben. Das wird in den nächsten drei Jahrzehnten nicht passieren.“ Marc Grynberg, CEO von Umicore

Allerdings muss man in diesem Zusammenhang festhalten, dass insbesondere Recycling Unternehmen wie Umicore kein wirtschaftliches Interesse an einer weitere Reduzierung des Kobalt-Anteils haben, da das Material zu den wertvolleren Elementen in einer Batterie gehört und ein Recycling dementsprechend überhaupt erst interessant macht.

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