E-Auto-Batterie: Kosten und Lebensdauer

Inhalt

• Woraus besteht eine E-Auto-Batterie und welche Arten gibt es?
• Was sind gängige Kapazitäten für E-Auto-Batterien
• Wie lange hält eine Batterie bei E-Autos?
• Welche Garantien gelten für E-Auto-Batterien?
• Kann man die Leistungsdauer seiner Batterie verlängern?
• Können defekte Batterien repariert werden?
• Was kostet eine E-Auto-Batterie?
• Kann man eine Batterie auch mieten?
• Wie werden Autobatterien hergestellt?
• Wie groß ist der ökologische Fußabdruck einer E-Auto-Batterie?
• Wie gefährlich sind Batterien in E-Autos?
• Wie sollten E-Auto-Batterien entsorgt werden?
• Wie werden Batterien von E-Autos recycelt?
• Fazit

Welche Arten von E-Auto-Batterien gibt es?

Es gibt unterschiedliche Artenvon E-Auto-Batterien. Am weitesten verbreitet sind aktuell Lithium-Ionen-Akkus und Lithium-Polymer-Akkus.

Der Lithium-Ionen-Akku

Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine sehr hohe Leistungsfähigkeit aus. Darüber hinaus haben sie ein geringes Gewicht und eine kompakte Form. Verglichen zu anderen Akkus hat diese Variante eine sehr hohe Energiedichte. Somit ist eine hohe Kraftspeicherung gegeben, was zu einer längeren Reichweite führt. Die einzelnen Zellen der energiedichten Lithium-Ionen-Batterie sind nämlich hermetisch verschlossen.

So ist eine unerwünschte Wechselwirkung mit Luftsauerstoff und Wasser nicht möglich, wodurch sichein Energieverlust verhindern lässt. Die Lithium-Ionen-Akkus sind zwischen minus 20 Grad Celsius und 60 Grad Celsius einsatzfähig. Mithilfe eines Kühlmittels wird der Temperaturbereich eingehalten.

Der Lithium-Polymer-Akku

Der entscheidende Unterschied zwischen Lithium-Polymer und Lithium-Ionen-Akkus ist, dass bei den Lithium-Polymer-Akkus die Elektrolytflüssigkeit durch ein Gel aus Polymer-Kunststoff ersetzt wird. Dadurch ist es möglich, den Akku in nahezu jeder beliebigen Form zu bauen. Außerdem punktet diese Variante mit einer höheren Energiedichte. Dafür ist das Temperaturmanagement aufwendiger und die Ladezeit des Akkus länger.

Was sind gängige Kapazitäten für E-Auto-Batterien?

Bei vielen E-Auto-Modellen haben Käufer die Wahl zwischen verschiedenen Batteriegrößen. Daher ist es sinnvoll abzuwägen, welches Format alltagspraktisch und gleichermaßen ökologisch angemessen ist. Prinzipiell hängt die Batterie-Kapazität eines Elektroautos von einigen Aspekten ab. Das Alter des Wagens, aber auch die Energiedichte spielen eine entscheidende Rolle dafür, wie viel Energie gespeichert wird. Die aktuell größten erhältlichen E-Auto-Batterien speichern ca. 100 Kilowattstunden. Bei einem durchschnittlichen Verbrauch von etwa 15 bis 25 Kilowattstunden pro 100 Kilometer macht das eine Gesamtreichweite von 400 bis 600 Kilometern.

Wie lange ist die Lebensdauer von E-Auto-Batterien?!

Der Großteil der Hersteller garantiert eine E-Auto-Batterie Lebensdauer von acht Jahren oder einer Reichweite von etwa 160.000 Kilometern. Doch die Weiterentwicklung dieser Technologie ist rasant. Es ist damit zu rechnen, dass eine Batterie schon bald für etwa 200.000 Kilometer reichen wird.

Die meisten Elektroautos verfügen über ein intelligentes Batteriemanagementsystem, das genaue Angaben über die Lebensdauer der Batterie liefert. Es misst jede einzelne Zelle permanent auf Temperatur und Spannung. So lässt sich verhindern, dass die Zellen überhitzen oder zu kalt werden, was einen positiven Effekt auf Leistungsfähigkeit und Nutzungsdauer der Batterie hat.

Welche Garantien gelten für E-Auto-Batterien?

Die Garantien für die E-Auto-Batterien hängen von den verschiedenen Modellen und Herstellern ab. Wichtig hierbei zu wissen ist, dass die Hersteller die Garantie immer auf den Mindestanteil an nutzbarer Akkukapazität geben (also 70 oder 80%). Nahezu alle Hersteller legen diese bei 70 Prozent nach 160.000 Kilometern oder nach 8 Jahren Nutzungsdauer fest. Lädt also beispielsweise ein Auto nur noch mit einer Kapazität von 60 Prozent nach sechs Jahren Nutzung, lässt sich ein Garantiefall geltend machen. Aber auch hier ist Vorsicht geboten. Einige Hersteller beziehen sich im Garantiefall auf die Nutzungsregeln des Automodells. Wer sein Auto beispielsweise gar nicht oder nur sehr unregelmäßig wartet, muss in diesem Fall mit einem Verlust der Garantieleistung rechnen.

Lässt sich die Leistungsdauer der E-Auto-Batterie verlängern?

Wer so lange wie möglich etwas von seiner E-Auto-Batterie haben möchte, kann die Leistungsdauer mit ein paar kleinen Tipps positiv beeinflussen. Zu vermeiden sind:

• lange Standzeiten des Fahrzeugs
• Schnellladestationen
• extreme Ladungen

Alle der aufgeführten Punkte können zu einer Leistungsminderung der E-Auto-Batterie führen. Grundsätzlich gilt außerdem, dass sich E-Auto-Besitzer mit den Nutzungsbedingungen ihrer Batterie vertraut machen sollten, um die richtige Handhabung des Akkus sicherzustellen.

Wie reagieren E-Auto-Batterien auf Kälte?

Auch Temperaturen haben einen hohen Einfluss auf die Reichweite einer E-Auto-Batterie. Daher ist ein richtiger Ladevorgang besonders wichtig. Insbesondere bei kalten Temperaturen ist schnelles Laden zu vermeiden, da hierbei der elektrische Innenwiderstand steigt und die Leistungsfähigkeit der Batterie beeinträchtigt wird.

Die perfekten Bedingungen, um die Batterie-Kapazität maximal nutzen zu können, ist eine Außentemperatur zwischen 20 und 40 Grad Celsius. In diesem Bereich funktioniert die Elektrochemie am besten. In der kalten Jahreszeit empfiehlt es sich, den Stromspeicher möglichst direkt nach der Fahrt zu laden, da der Akku dann noch nicht ausgekühlt ist und bei einem Ladevorgang weniger belastet wird.

Können defekte Batterien repariert werden?

Eine defekte E-Auto-Batterie ist ärgerlich – allerdings kein Grund, die Batterie komplett zu ersetzen. Denn in den meisten Fällen lässt sich diese noch reparieren. Fachkräfte können einzelne Module der Batterie ersetzen, um ihre Funktionstüchtigkeit wiederherzustellen. Diese so genannte Modulreparatur dauert in der Regel nur etwa einen Tag und ist deutlich günstiger als ein kompletter Batterie-Austausch. Sie lässt sich preislich in etwa mit der Reparatur eines einfachen Motorschadens vergleichen. Beim Austausch der einzelnen Module muss hierbei das neue Modul auf die Spannungslage des Gesamtpakets angepasst werden. Diese Spannungsangleichung wird mit einem sogenannten Modulbalancer vollzogen.

Was kostet eine E-Auto-Batterie?

Wenn sich die E-Auto-Batterie doch nicht mehr reparieren lässt, bleibt nur noch der Austausch. Was genau eine neue Batterie dann kostet, hängt vom Modell und der Leistung ab. In der Regel müssen Kunden aber bei Ersatzbatterien relativ tief in die Tasche greifen. Die Preise bewegen sich in etwa zwischen 10.000 Euro und 20.000 Euro; genaue Zahlen geben viele Autohersteller nicht an. Eine Ersatz-Batterie für den Mercedes EQE kostet sogar über 21.000 Euro.

Miete von E-Auto-Batterien

Viele Hersteller baten ihren Kunden als Alternative zum Kauf auch das Mieten einer Batterie für ihr E-Auto an. Seit 2021 wird diese Option allerdings immer weniger angeboten und die Hersteller nehmen eher Abstand davon. Auf dem Gebrauchtwagenmarkt finden sich allerdings noch einige Modelle mit noch laufenden Mietverträgen für Akkus. Während das Mieten des Akkus dann mit monatlichen Kosten verbunden ist, wird die Batterie bei Schäden oder erhöhter Leistungsminderung problemlos ausgetauscht. So kann sich die Miete, je nach Anspruch, durchaus noch lohnen, da bei Modellen mit gemieteter Batterie auch der Kaufpreis des Autos geringer ausfällt.

Herstellung von E-Auto-Batterien

Die Herstellung einer E-Auto-Batterie ist ein aufwendiges Verfahren, bei dem sehr wertvolle Rohstoffe zum Einsatz kommen.. Bei diesen Rohstoffen handelt es sich primär um Lithium und Kobalt, aber auch um Nickel, Grafit und Mangan.

Der Abbau dieser notwendigen Substanzen hat einen enormen Einfluss auf die Umwelt. Zudem erfordertdie Herstellung der E-Auto-Batterien die meiste Energie im Vergleich zur Herstellung anderer Komponenten eines Elektroautos. Daher verursacht die Produktion der Batterie die höchsten CO2-Emissionen.

Der Aufbau einer Batterie besteht aus drei wesentlichen Komponenten:

• Die Kathode (Minuspol)
• die Anode (Pluspol)
• die Elektrolyte

Die Elektrolyte liegen zwischen den beiden Polen. Sie sind dafür verantwortlich, dass sich die Ionen zwischen Anode und Kathode bewegen.

Der Energieaufwand in der Herstellung der Batterie spiegelt sich auch im Preis wider. Die Batterie ist bei der Produktion eines E-Autos mitunter der größte Kostenpunkt. Die Preisspanne eines solchen Kraftspeichers beträgt zwischen 1.410 Euro bis hin zu 2.665 Euro.

Wie groß ist der ökologische Fußabdruck einer E-Auto-Batterie?

Der Abbau der für E-Auto-Batterien nötigen Rohstoffe hat häufig zahlreiche soziale und ökologische Folgen. Allerdings führt auch der für Verbrenner notwendige Abbau von Erdöl und Platin zu massiven ökologischen Problemen, weshalb für die Ressourcengewinnung allgemein hohe Umweltstandards gelten sollten. Im Gegensatz zu Rohöl haben die für einen Akku benötigten Rohstoffe den Vorteil, leicht zu recyclen zu sein, wodurch sich der ökologische Fußabdruck reduzieren lässt.

Grundsätzlich gilt: Je größer die E-Auto-Batterie, desto größer ist auch der CO2-Fußabdruck. In einem großen Akku befinden sich nämlich mehr Zellen und somit mehr verwertete Rohstoffe. Kleine Akkus sind also umweltfreundlicher als große. Dafür ist allerdings ihre Reichweite geringer, was – je nach persönlichen Bedürfnissen – ihre Alltagstauglichkeit einschränken kann.

Wie gefährlich sind Batterien in E-Autos?

Alle Autos, obgleich es sich um ein E-Mobil oder um einen Verbrenner handelt, müssen gesetzliche Anforderungen erfüllen, um ein hohes Maß an Sicherheit für den Fahrer sicherzustellen. So sind die Akkus in Elektrofahrzeugen vorschriftsgemäß besonders sicher verbaut. Die Komponenten einer Batterie sind „eigensicher“. Das bedeutet, dass der Stromfluss unterbunden wird, wenn im System ein Defekt auftritt. Im Falle eines Unfalls wird die Stromquelle sofort von den Komponenten und den Kabeln getrennt. Die weitere Spannung wird dadurch unterbunden.

Das richtige Verhalten bei einem Unfall mit einem Elektroauto

Die Ladung der Speicherzellen bleibt aber weiterhin bestehen, auch wenn der Kontakt zum Stromkreis abgetrennt worden ist. Durch das „eigensichere“ System entlädt sich die E-Auto-Batterie nicht automatisch. Sollte sich der Speicher lösen, etwa bei einem Verkehrsunfall, dürfen Betroffene den Akku nicht anfassen. Dies ist nur mit elektrischer Isolation möglich. Darüber hinaus kühlen Einsatzkräfte die Batterie mit Löschflüssigkeit. Besonders gefährlich sind die ggf. austretenden Elektrolyte. Das Berühren oder Einatmen der Flüssigkeit ist unbedingt zu vermeiden. Deshalb gilt nach einem Unfall mit dem Elektroauto: Hände weg von der Batterie.

Wie sollten E-Auto-Batterien entsorgt werden?

So wie jeder Akku hat auch eine E-Auto-Batterie nur eine gewisse Kapazität und Lebensdauer. Der Verkauf von Elektroautos steigt stetig und somit auch die zu entsorgenen Batterien. Die Entsorgung der alten Elektroautos ist eine große Herausforderung. Insbesondere sind die Entsorgung und das Recycling der Altbatterien sehr aufwendig und bisher noch nicht stark reglementiert. Da es sich bei Kobalt, Nickel und Kupfer um sehr wertvolle Rohstoffe handelt, werden E-Auto-Akkus in der Regel recycelt.

Wie werden Batterien von E-Autos recycelt?

Derzeit gibt es in der gesamten EU die Regelung, dass mindestens 50 Prozent der Lithium-Ionen-Batterie recycelt werden müssen. Im Moment beschäftigen sich einige wenige Unternehmen mit dem Thema „E-Auto-Batterie-Recycling“. Außerdem arbeiten einige E-Auto-Hersteller an ihren eigenen Entsorgungsstrategien.

Denn die ausgedienten Batterien sind keinesfalls wertlos. Die Akkus können im „Second Life“ im stationären Betrieb weiterverwendet werden. Dort werden die Stromquellen weniger beansprucht und lassen sichnoch zehn bis zwölf Jahre benutzen.

Bevor der Recyclingprozess der E-Auto-Batterien beginnen kann, muss der Akku zunächst in seine Einzelteile zerlegt werden. Gegenwärtig gibt es dazu zwei gängige Verfahren: das thermische Aufschmelzen oder das Zerkleinern und chemische Herauslösen von Rohstoffen.

Das thermische Aufschmelzen

In diesem speziellen thermischen Verfahren werden die Batteriezellen eingeschmolzen. Die metallischen Bestandteile haben unterschiedliche Schmelzpunkte und lassen sich daher einfach voneinander trennen. Kobalt, Nickel, Kupfer, Lithium und Schlacke lassen sichdadurch im gesamten Recyclingprozess besser separieren. Im Durchschnitt liegt der Recyclinganteil zwischen 60 und 70 Prozent.

Das Zerkleinern und Herauslösen von Rohstoffen

Ein alternatives Vorgehen ist die mechanische Zerkleinerung der Akkumodule. Hierdurch ist es möglich, Aluminium, Kupfer, Grafit, Mangan, Kobalt und Lithium zurückzugewinnen. Es werden circa 96 Prozent in den Rohstoffkreislauf zurückgeführt.

Fazit: E-Auto-Batterien sind weniger empfindlich als man denkt

Elektroautos erleben derzeit einen großen Aufschwung. Sie gelten als die große, umweltbewusste Alternative zu den Verbrennern. Doch der ökologische Fußabdruck ist größer, als man es auf den ersten Blick erkennen kann. Die Produktion der E-Auto-Batterien ist sehr aufwendig und belastet die Umwelt. Einerseits ist die Gewinnung der benötigten Rohstoffe nicht einfach. Andererseits bieten die Rohstoffe aber auch gute Recyclingmöglichkeiten und schmälern so den ökologischen Fußabdruck.

Generell sollte sich jeder Interessent genau überlegen, wie groß die Reichweite des Autos wirklich sein muss, um bei der Größe der Batterie Emissionen einzusparen.

In der Regel haben E-Auto-Batterien eine lange Lebenszeit, wenn sie vernünftig geladen und gepflegt werden. Die Hersteller erheben in der Regel für acht Jahre oder 160.000 Kilometer eine Garantie.

Jetzt weiterlesen

• E-Auto Technik
• E-Auto Nachhaltigkeit