900 Kilometer: Wie Toyota in neue Akku-Dimensionen vorstoßen will

Toyota wird 2026 eine Serie neuer Batterien der nächsten Generation in seine Stromer und Hybridfahrzeuge einbauen. Längst ist klar, dass die alte Annahme "one size fits all" für Batterien und ihre höchst unterschiedlichen Einsätze nicht mehr gilt. Die Automobilwoche sprach über Toyotas ambitionierte Batteriepläne mit Gerald Killmann, Vorstand für Entwicklung und Einkauf bei Toyota Motor Europe.

Herr Killmann, Toyota will 2026 eine neue Performance-Batterie in seine nächsten E-Autos einsetzen, die im Vergleich zur aktuellen Lithium-Ionen-Batterie im bZ4X doppelt so viel Reichweite bei 20 Prozent geringeren Kosten bieten soll. Was sind die wichtigsten Schritte, um das zu erreichen?

Wir drehen dazu tatsächlich an allen Stellhebeln. Es geht um eine verbesserte Zellchemie, um eine effizientere Produktionstechnologie, um eine nochmals optimierte Steuersoftware, aber auch um bessere Aerodynamik, geringeren Rollwiderstand und vieles mehr.

Warum ist die Produktionstechnik für die Batterie-Performance so wichtig?

Bei der Produktionstechnik zahlen sich homogene, gleichförmige Prozesse aus. Sie sorgen für weniger Ausschuss und weniger Spreizung in der Performance. Denn bei einem Batteriepack kommt es immer auf die schwächste einzelne Zelle an. Eine einzelne geschwächte Zelle zieht eine Lawine an Degradation nach sich. Deshalb hat auch die Dauerhaltbarkeit der Zellen einen großen Einfluss auf die Gesamt-Performance.

Die Steigerung der Reichweite wird aber nicht allein durch eine höhere Performance der Batterie erreicht.

Keineswegs. Da kommt es stark auf das Fahrzeugkonzept insgesamt an. Dabei spielen die bekannten Faktoren Widerstände, Gewicht, Verluste eine große Rolle. Ein effizientes und zugleich reichweitenstarkes E-Auto erhält man daher nur, wenn diese Entwicklungsziele von Anfang an im Fokus stehen.

Wird Toyota die neuen Batterie-Generationen selbst bauen oder bei einem der großen Batterie- Lieferanten bestellen?

Da legen wir uns nicht fest. Wir sind gerade im Einkauf dabei, diese Frage zu klären. Generell arbeiten wir aber in der Batterietechnologie gerne mit Partnern zusammen.

Wie hoch ist derzeit der Anteil der zugekauften und selbst gebauten Batterien und wie wird sich dieses Verhältnis künftig ändern?

Bei den Hybrid-Batterien ist der Anteil der zugekauften Volumina gering, die meisten stammen aus unserer Partnerschaft mit Panasonic. Im BEV-Bereich ist der Anteil der zugekauften Batterien deutlich höher. Wie sich das weiterentwickelt hängt von der Technologie ab und vom Preis.

Neben der gerade erwähnten neuen Performance-Batterie wird Toyota ab 2026 auch eine neue Batteriegeneration für das Volumengeschäft im Markt einführen - auf Basis der Lithium-Eisenphosphat-Chemie -LFP. Was wird diese Batterie besser können als aktuelle BEV-Batterien?

Die künftige LFP-Batterie besitzt eine neue Form und eine bipolare Struktur. Gegenüber dem bZ4X streben wir dabei ein Reichweitenplus von 20 Prozent und eine Kostensenkung von 40 Prozent an. Da liegt der Fokus also noch stärker auf Kostendegression als bei der Performance-Batterie.

Was ist bei dieser Batterie der wichtigste Hebel, um gleichzeitig Kosten zu senken und Leistung zu steigern?

Sie baut wesentlich kompakter als die bisherigen Batterien. Deshalb kann man bei gleichem Bauraum die Reichweite steigern. Erreicht wird das durch einen engeren Abstand der Zellen, was durch eine verbesserte Kühlung möglich wird.

Als dritten neuen Batterie-Typ haben Sie im Dezember eine neue Hochleistungsbatterie angekündigt, nennen aber noch keine Leistungsdaten. Was streben Sie dort an?

Dabei handelt es sich um eine Hochleistungsbatterie mit bipolaren Technologien und einer Kathode mit hohem Nickelanteil. Wir erwarten dort nochmals niedrigere Kosten und eine noch größere Reichweite. Die Bipolar-Technik ermöglicht mehr Zellen pro Bauraum. Dadurch erwarten wir dort nochmals niedrigere Kosten und eine Reichweitensteigerung von nochmals zehn Prozent gegenüber der bereits verbesserten Performance-Batterie.

Wie viele Kilometer würde dann ein kompaktes Elektroauto mit dieser Batterie an Reichweite schaffen?

Da reden wir theoretisch über 900 Kilometer oder sogar noch eine Schippe mehr.

Ist das wirklich notwendig? Günstig wird eine solche Batterie ja gewiss nicht mehr sein.

Nun, der Kunde entscheidet, und er wird bei Toyota die Wahl haben zwischen guten und günstigen Modellen mit einer vernünftigen Reichweite und sehr guten und etwas teureren Modellen mit einer hervorragenden Reichweite.

Der Trend in der Industrie geht aber doch in Richtung nickelarme Batterien, die entsprechend günstiger sein können. Zudem sind beim Nickel die Preisschwankungen groß und die Lieferketten nicht wirklich sicher.

Für ausgesprochen leistungsorientierte Batterien spielen diese Faktoren eine geringere Rolle. Am Ende entscheidet, wie gesagt, der Kunde.

Die Vielfalt der Batterietechnik ist damit aber noch nicht zu Ende. Toyota arbeitet mit Hochdruck an der Festkörperbatterie. Manche Experten halten diese aber bereits für nicht mehr erforderlich, angesichts der Leistungsverbesserungen in der Lithium-Ionen-Zellchemie. Warum hält Toyota an der Festkörperbatterie fest?

Für Toyota spielt das Thema Sicherheit seit jeher eine sehr große Rolle. Und aus sicherheitstechnischer Sicht hat eine Festkörperbatterie nun einmal unbestreitbare Vorteile. Das gilt besonders bei extrem hohen Energiedichten, die wir ja anstreben, um mehr Reichweite zu generieren. Der zweite Grund, der für die Festkörperbatterie spricht, ist ihre hervorragende Eignung für das Schnellladen und für das superschnelle Laden. Der Trend in der Ladetechnik ist klar: Derzeit können bei den fortschrittlichsten Systemen 80 Prozent der Kapazität in 30 Minuten geladen werden. Wir streben ein Verhältnis von 80 zu 20 und danach von 80 zu zehn an - und das geht am ehesten mit der Festkörperbatterie.

Die Verbesserung der Batterietechnik ist also eine niemals endende Forschungsaufgabe?

Grundsätzlich glauben wir nicht, dass irgendwann ein Ende der Technologien da ist. Deshalb schauen wir uns stets auch nach neuen Batterietechnologien um.

Welche Anwendungsszenarien sehen Sie für die Festkörperbatterie in den ersten Jahren ihrer Verfügbarkeit?

Das haben wir noch nicht festgelegt. Es könnte auch durchaus sein, dass sie zunächst einmal in Hybridfahrzeugen eingesetzt wird -oder gleichzeitig in BEVs und Hybriden. Das ist beides möglich, je nachdem, wie letztlich die Produktionstechnik dazu aussieht. Denn in der Fertigung bedeutet die Festkörperbatterie noch sehr viel Neuland. Wir müssen auch noch herausfinden, ist das eher eine Power-Batterie oder eine Batterie mit sehr hoher Energiedichte und somit eine Reichweiten-Batterie?

Ihre Forschung an der Festkörperbatterie ist also noch nicht abgeschlossen? Diesen Eindruck vermittelte Toyota doch bisher der Öffentlichkeit.

Wir sind mit der Forschung durch, und zwar weil wir eines der Hauptprobleme dieser Batterie gelöst haben: das Problem der Dauerhaltbarkeit. Das Problem dieser Batterie ist ihre Veränderung im Temperaturverlauf, anders als eine Batterie mit flüssigen Elektrolyten. Bei festen Elektrolyten darf es keinen Riss durch Temperaturschwankungen geben, sonst bricht die Leistung der Zelle ein. Das führt dann zu einem Verlust der Dauerhaltbarkeit.

Wo liegt nun der technische Kniff, um diese Temperatur-Anfälligkeit der Festkörperbatterie zu minimieren?

Das war keine Sache, die man über Nacht entwickelt. Wir haben herausgefunden, dass Schwefel Flexibilität in die Chemie reinbringt und zugleich gute Bindungseigenschaften. Durch diese Flexibilität sind Temperaturschwankungen nicht mehr so kritisch. Durch eine gute Verbindung zwischen Anoden-und Kathodenmaterial wird dies zusätzlich unterstützt. Da hat die Materialforschung maßgeblich geholfen. Dieses Problem ist also gelöst.

Wenn etwas im Labor funktioniert, hat man aber noch kein verkäufliches Serienprodukt.

Absolut, deshalb geht es jetzt um eine effiziente Produktionstechnik. Deswegen haben wir eine Pilotproduktion gestartet für die Herstellung von Prototypen. Wir denken, bis 2027 oder 2028 auf dieser Basis eine Kleinserie herstellen zu können. Bis zur Massenproduktion wird es dann aber auch noch dauern. Ein Punkt ist dabei, dass Sie bei einer Serienfertigung immer wesentlich größere Toleranzen haben als im Labor. Kurz, es ist noch viel Arbeit zu leisten, aber wir sehen das Licht am Ende des Tunnels.

Nun steht Toyota im Rennen um eine robuste Festkörperbatterie nicht allein. Sehen Sie Toyota dabei als führend an oder zumindest auf den vorderen Rängen?

Ich denke schon, dass wir zu den Führenden zählen - wobei ich einräumen muss, dass ich nicht den Status aller Vorhaben auf der Welt genau kenne. Es gibt sicherlich auch andere Unternehmen, die sehr weit sind, aber wir haben bei Toyota besondere Anforderungen an eine solche Batterie. Die Qualität und die Dauerhaltbarkeit für das ganze Fahrzeugleben haben höchste Priorität.

Sprechen wir noch über die Massenproduktion von Batterien. Sie sind seit zwei Jahren auch für den Einkauf in Europa zuständig. Wird Toyota in Europa mit der zunehmenden BEV-Flotte nicht irgendwann auch Batterien made in Europe verbauen müssen?

Wir produzieren immer für lokale Märkte und kaufen lokal ein. Auch der Batteriepack für den neuen Toyota C-HR Plug-in-Hybrid wird in unserem eigenen Werk in der Türkei gefertigt, wenn auch die Module noch aus Asien kommen. Wie diese Landschaft in vier oder fünf Jahren aussieht, hängt von vielen Faktoren ab, von der Zahl der Elektroauto-Käufer natürlich, aber auch von der Regulierung, von Rohstoff-und Energiepreisen. Daher kann ich dazu keine abschließende Antwort geben.

Die Frage nach einer europäischen Produktion stellt sich für Toyota auch beim Thema Brennstoffzelle, schließlich haben Sie ehrgeizige Ziele beim Wasserstoff-Fahrzeug, insbesondere im Nutzfahrzeugbereich. Denken Sie schon an eine Fertigung in Europa?

Bislang kommen ja alle Zellen noch aus Japan. Diese Frage stellt sich aktuell noch nicht. Eine europäische Fertigung hängt von einem Mindestvolumen ab. Das liegt grob gesagt bei mehreren 10.000 Einheiten jährlich - und da sind wir noch lange nicht. Derzeit produzieren wir ja schon einige Brennstoffzellen-Systeme hier in der Nähe von Brüssel. Das sind komplette Module aus Brennstoffzelle, Kompressor, Leistungselektronik in einer kompakten Einheit. Die Stückzahlen sind allerdings noch überschaubar. Wenn es mehr Kunden für die unterschiedlichen Brennstoffzellen-Anwendungen gibt, werden wir schauen, wie und wo wir die Systeme produzieren. Wir sehen zum Beispiel eine Anwendung mit Volumenpotenzial in Stromgeneratoren, die die bislang noch vielfach eingesetzten Dieselaggregate ersetzen könnten.

Das Interview führte Michael Knauer.

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