Kurz gesagt: ein serienreifer All-Solid-State-Akku mit überlegenen Eigenschaften. Langlebigkeit, Nachhaltigkeit und Sicherheit stehen dabei im Mittelpunkt. Auf Basis von über 30jähriger Grundlagenforschung zur Batteriealterung ist es uns gelungen, die Alterungsprozesse in herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus zu verstehen und zu vermeiden. Dass dies auch in der Praxis funktioniert, ist durch Messungen an Zellen belegt, die bereits seit über drei Jahren unter harschen Bedingungen (1C/1C laden/entladen bei 0-100 % State of Charge) gezykelt werden – bei mittlerweile über 12.500 Ladezyklen. Grundlage hierfür ist der patentierte HPB Festionenleiter, ein neuartiger Elektrolyt, der sich nicht zuletzt durch eine sehr hohe Ionenleitfähigkeit über eine breite Temperaturspanne (getestet für -40 bis +60°C) auszeichnet, die weit über der Leitfähigkeit gängiger flüssiger organischer Elektrolyte liegt.

Der Fokus bei der Entwicklung des HPB Feststoffakkus liegt auf stationären Anwendungen (Heimspeicher, Industriespeicher, Großspeicher zur Netzstabilisierung usw.). Hier kommen die vorteilhaften Eigenschaften unserer Technologie voll zum Tragen – nicht zuletzt die extrem lange Lebensdauer, welche eine Mehrfachnutzung von Speichersystemen und damit ganz neue Geschäftsmodelle ermöglicht. Das Feld stationärer Anwendungen ist für eine erfolgreiche Energiewende ebenso wichtig wie das Feld mobiler Anwendungen, das bislang weit mehr im Fokus der Debatte steht, und steht gleichfalls für einen enorm großen, exponentiell wachsenden Markt

Jede Zelle hat bei einer Nennspannung von 3,2 V eine Kapazität von 50 Ah (160 Wh). Diese Kapa-zität kann vollständig, d. h. von 0-100 % State of Charge genutzt werden. Der HPB Feststoffakku ist nicht nur tiefentladefest, sondern auch schnellladefähig: 2C/2C (also halbstündlich) laden/entladen sind als Dauerbelastung möglich, die Minutenbelastbarkeit liegt bei 6C. Die Energiedichte beträgt bis zu 150 Wh/kg bzw. 350 Wh/l. Je acht Zellen werden zu einem Modul mit 1,28 kWh Kapazität zusammengefasst, acht Module beispielsweise wiederum zu einem Akku in Heimspeicher-Größe von 10,24 kWh. Auf dieser modularen Bauweise aufsetzend, sind HPB Feststoffakkus beliebig skalierbar, Spannung und Stromstärke sind durch serielle bzw. parallele Verschaltung an den jeweiligen Bedarf anpassbar.

Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus gehen mit einer gewissen Brand- und Explosionsgefahr einher, was ihre Akzeptanz (z. B. im Heimspeicherbereich) beeinträchtigt und ihr Anwendungspotenzial limitiert. Der HPB Festionenleiter ist, im Gegensatz zu herkömmlichen flüssigen organischen Elektrolyten, nicht entflammbar. Deshalb geht vom HPB Feststoffakku nicht nur keine Brandgefahr aus, sondern er wirkt auch erheblich weniger brandfördernd als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus, wenn diese einem extern verursachten Brand ausgesetzt sind. Sicherheit umfasst auch mögliche Beeinträchtigungen von Mensch und Umwelt, wenn Batteriezellen z. B. bei einem Unfall beschädigt werden. Auch in diesem Bereich sind erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Akkus zu erwarten.

Die im HPB Feststoffakku verwendeten Aktivmaterialien sind Lithiumeisenphosphat (LFP) und Graphit. Hinzu kommen Edelstahl für das Batteriegehäuse, Nickel für die Ableiter sowie die Zutaten für den Festionenleiter. Das Nickel liegt, anders als in NMC-Batterien, in reiner Form vor, was für eine gute Rezyklierbarkeit sorgt. Keiner der eingesetzten Stoffe besitzt eine hohe Kritikalität wie z. B. Kobalt in NMC-Batterien.

Batterien sind für die Energiewende unverzichtbar. Ihre Herstellung erfordert jedoch große Mengen an Rohstoffen und Energie, und ihre eng begrenzte Lebensdauer führt absehbar zu einem enormen Recycling- und Entsorgungsproblem. Der HPB Feststoffakku enthält keine kritischen Rohstoffe wie Kobalt und kann durch seine extreme Langlebigkeit nicht nur den Ressourcenverbrauch, sondern auch den künftigen Recycling- und Entsorgungsbedarf erheblich reduzieren. Wenn es zum Recycling kommt, kann er durch die einfache Abtrennbarkeit der werttragenden Komponenten Edelstahl (Gehäuse) und Nickel (Ableiter) sowie der Aktivmassen punkten. Als Unternehmen nutzen wir zudem unseren Einfluss auf eine umweltgerechte Produktion, indem wir unsere Lizenznehmer zu einer Ökobilanzierung auf Zellebene verpflichten.

Die HPB Technologie ist weltweit in 96 Ländern und damit in allen relevanten Märkten geschützt. Der HPB Festionenleiter als Kernelement unserer Technologie ist als Substanz geschützt und somit auch gegen die etwaige Entwicklung alternativer Herstellwege „immun". Sämtliche Patentschriften sind auf unserer Homepage unter https://www.highperformancebattery.ch/de/medien-corner.php frei einsehbar.

Ja, die HPB Technology GmbH arbeitet an weiteren Innovationen im Bereich nachhaltiger und sicherer Batteriespeicher für die Energiewende. Nächste Schritte liegen u. a. bei der Variation der Aktivmaterialien zur Erzielung höherer Energiedichten mit dem HPB Festionenleiter.

Der HPB Festionenleiter bildet sich nach Zugabe einer flüssigen Zutat innerhalb der Zelle. Dadurch können zwei Herausforderungen, mit denen andere Feststoffakku-Ansätze konfrontiert sind, auf einmal gelöst werden: Zwischen HPB Festionenleiter und Elektroden entsteht ein enger Kontakt, wie er für eine gute Leitfähigkeit zwingend erforderlich ist. Und: Beim Aufbau der Serienproduktion kann auf etablierte Produktionstechnik für flüssige Elektrolyte aufgebaut werden. Wir kooperieren mit einem Netzwerk europäischer Anlagenbauer, die bereits Erfahrung mit einer Vorgängertechnologie gesammelt haben und bereit sind für den Produktionsaufbau. Die Planung von Produktionsstätten wird bis auf Anlagenebene unterstützt (sowohl für Pilotfertigung als auch für Gigafactories).

Die Produktion des HPB Feststoffakkus und damit auch entsprechende Zeitpläne liegen in den Händen unserer Lizenznehmer. Alle Voraussetzungen für einen zeitnahen Produktionsbeginn sind geschaffen: Produktionsverfahren, Anlagenpläne sowie ein Netzwerk kompetenter Unternehmen aus dem Bereich des Anlagenbaus stehen bereit. Vom Projektstart (Finanzierung und Startschuss für den Aufbau) bis zur Serienproduktion ist mit ca. 24 Monaten Vorlauf zu rechnen, nicht zuletzt aufgrund langer Lieferzeiten im Anlagenbau. Aktuell gehen wir davon aus, dass die industrielle Serienfertigung Anfang 2028 in Deutschland beginnt.

Es gibt abgeschlossene Produktions-Lizenzverträge mit der Swiss Clean Battery AG in der Schweiz sowie mit der Electric One Holding in Indien. Die Volt-Bar GmbH mit Sitz in Deutschland betreibt den Aufbau einer Pilotfertigungsanlage und besitzt im Zusammenhang damit die Markterschließungs-Lizenz für Heimspeicher und batteriegepufferte Ladeinfrastruktur in der DACH-Region, BENELUX und Skandinavien. 

In der Automobilindustrie steht bei der Technologiewahl bislang die Energiedichte im Mittelpunkt. Dabei wird oft übersehen, dass die Energiedichte ohne Betrachtung von Kontextfaktoren nur von begrenzter Aussagekraft ist (brennbare Akkus erfordern Zusatz-Sicherheitskonstruktionen am Fahrgestell, fehlende Tiefentladefestigkeit bedeutet nicht nutzbare Kapazität, usw.). Zudem blendet die Fokussierung auf Reichweite aus, dass eine Reichweite von z. B. 500 km nur dann ein Komfortproblem ist, wenn die verwendeten Akkus nicht vollständig, also über den gesamten SoC-Bereich, schnellladefähig sind. Vor diesem Hintergrund ist der HPB Feststoffakku eine echte Alternative für nachhaltige e-Mobilität. Für Unternehmen, die auf Grundlage des HPB Festionenleiters eigene Zelltechniken mit höherer Energiedichte entwickeln wollen, bieten wir diesen separat als Lizenzprodukt an. Hierüber sind wir im Gespräch mit Unternehmen in der Automobilindustrie.