Batterie als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts

Batterien waren früher ein wesentlicher, aber kostengünstiger Bestandteil kleiner Elektro- und Elektronikgeräte. Aber mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energien sind sie möglicherweise zur wichtigsten Technologie für den grünen Wandel geworden.

Batteries used to be an essential but cheap component of small electric and electronic devices. But with the rise of EVs and renewables, they have become the most important technology for the green transition.

Batterien waren früher ein wesentlicher, aber kostengünstiger Bestandteil kleiner Elektro- und Elektronikgeräte. Doch mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energien sind sie zur wichtigsten Technologie für den grünen Wandel geworden.

The growth in battery demand is barely getting started, with an exponential rise in demand from EVs and energy storage expected in the upcoming years.

Das Wachstum der Batterienachfrage hat gerade erst begonnen, und in den kommenden Jahren wird mit einem exponentiellen Anstieg der Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und Energiespeichern gerechnet.

The company leading the charge globally in battery production is CATL – Contemporary Amperex Technology Co Ltd, responsible for manufacturing 36.8% of total battery volume worldwide.

Das weltweit führende Unternehmen in der Batterieproduktion ist CATL – Contemporary Amperex Technology Co Ltd, das für die Herstellung von 36,8 % des gesamten Batterievolumens weltweit verantwortlich ist.

The company has recently announced a few new products that could radically change its growth potential and make it one of the largest industrial companies in the world in a few years.

Das Unternehmen hat kürzlich einige neue Produkte angekündigt, die sein Wachstumspotenzial radikal verändern und es in wenigen Jahren zu einem der größten Industrieunternehmen der Welt machen könnten.

Its stock reflects the recent good news and product release, with a price up 54% so far this year, partially riding on a dramatic rebound of Chinese equities as a whole.

Seine Aktie spiegelt die jüngsten guten Nachrichten und Produktveröffentlichungen wider: Der Kurs ist in diesem Jahr bisher um 54 % gestiegen, was teilweise auf eine dramatische Erholung der chinesischen Aktien insgesamt zurückzuführen ist.

Battery Market

Batteriemarkt

When it comes to EVs, batteries are important because almost every part of an EV system is superior to internal combustion engines (ICE): electric motors are more efficient, more reactive, smaller, more sturdy, and require less maintenance due to almost no moving part, and can even collect energy back when braking.

Wenn es um Elektrofahrzeuge geht, sind Batterien wichtig, da fast jeder Teil eines Elektrofahrzeugsystems Verbrennungsmotoren (ICE) überlegen ist: Elektromotoren sind effizienter, reaktionsfreudiger, kleiner, robuster und erfordern weniger Wartung, da sie sich fast nicht bewegen Teil und kann beim Bremsen sogar Energie zurückgewinnen.

ICE cars have however one advantage. Liquid fuels are incredibly energy-dense. So for EVs to compete, they need the densest batteries possible. This way, the EV does not carry “dead weight” reducing the performance of the whole car.

ICE-Autos haben jedoch einen Vorteil. Flüssige Brennstoffe haben eine unglaubliche Energiedichte. Damit Elektrofahrzeuge konkurrenzfähig sind, benötigen sie möglichst dichte Batterien. Auf diese Weise trägt das Elektrofahrzeug kein „Eigengewicht“, das die Leistung des gesamten Fahrzeugs beeinträchtigt.

We discussed in detail the possible chemistries and challenges of EV batteries in “The Future of Mobility – Battery Tech”.

In „The Future of Mobility – Battery Tech“ haben wir ausführlich über die mögliche Chemie und die Herausforderungen von EV-Batterien gesprochen.

Another sector in dire need of more and better batteries is renewable energy. Wind and solar are very efficient, but they also produce energy intermittently and often not when most needed (like in the evenings and winter).

Ein weiterer Sektor, der dringend mehr und bessere Batterien benötigt, sind erneuerbare Energien. Wind- und Solarenergie sind sehr effizient, erzeugen aber auch zeitweise Energie und oft nicht dann, wenn sie am meisten benötigt wird (z. B. abends und im Winter).

So for electric grids to stay stable, massive storage capacity is required. Here the issue is not battery density, as energy storage stays immobile.

Damit die Stromnetze stabil bleiben, sind enorme Speicherkapazitäten erforderlich. Hier geht es nicht um die Batteriedichte, da die Energiespeicherung unbeweglich bleibt.

Instead, the 2 key factors are:

Stattdessen sind die beiden Schlüsselfaktoren:

This market is expected to grow quickly, with a 26.4% CAGR from 2023 to 2033.

Dieser Markt wird voraussichtlich schnell wachsen und von 2023 bis 2033 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 26,4 % erreichen.

We discussed in detail the possible chemistries and challenges of EV batteries in “The Future Of Energy Storage – Utility-Scale Batteries Tech”.

In „The Future Of Energy Storage – Utility-Scale Batteries Tech“ haben wir die möglichen chemischen Eigenschaften und Herausforderungen von Elektrofahrzeugbatterien ausführlich besprochen.

Battery production is a complex task, requiring massive scale for a few reasons:

Die Batterieproduktion ist eine komplexe Aufgabe, die aus mehreren Gründen einen enormen Maßstab erfordert:

This is why, in the battery business, the bigger the better.

Deshalb gilt im Batteriegeschäft: Je größer, desto besser.

This creates a business flywheel that greatly rewards the largest companies and makes any smaller startup competitor struggle. Even with better technology, the need for multi-billion-dollar factories can cause problems in successfully producing and selling the batteries.

Dadurch entsteht ein Geschäftsschwungrad, das die größten Unternehmen stark belohnt und kleinere Startup-Konkurrenten in Schwierigkeiten bringt. Selbst mit besserer Technologie kann der Bedarf an milliardenschweren Fabriken zu Problemen bei der erfolgreichen Produktion und dem Verkauf der Batterien führen.

For example, the company Freyr stopped battery production in the summer of 2024, and Northvolt is cutting jobs and downsizing its production targets.

So hat beispielsweise das Unternehmen Freyr im Sommer 2024 die Batterieproduktion eingestellt und Northvolt baut Stellen ab und verkleinert seine Produktionsziele.

Meanwhile, CATL is expanding as quickly as it can, with many news in the last few months indicating how precious of a partner to global tech and industrial corporations and government CATL has become:

In der Zwischenzeit expandiert CATL so schnell es kann, und viele Nachrichten in den letzten Monaten zeigen, wie wertvoll CATL als Partner für globale Technologie- und Industriekonzerne sowie für die Regierung geworden ist:

Past Results

Vergangene Ergebnisse

For now, a lot of CATL attention is focused on EVs, and improving battery technology through tweaking the manufacturing process of lithium-ion batteries.

Derzeit konzentriert sich CATL vor allem auf Elektrofahrzeuge und die Verbesserung der Batterietechnologie durch Optimierung des Herstellungsprozesses von Lithium-Ionen-Batterien.

Previously, the industry was expected to switch as soon as possible to solid-state batteries, due to their higher energy density, quicker charge, and better safety profile (no electrolyte that can catch fire).

Bisher wurde von der Industrie erwartet, dass sie aufgrund ihrer höheren Energiedichte, schnelleren Aufladung und besseren Sicherheitsprofils (kein Elektrolyt, der Feuer fangen kann) so schnell wie möglich auf Festkörperbatterien umsteigen würde.

Future domination by solid-state batteries might not be so clear cut, since CATL released a new lithium battery with a honeycomb design that makes it a lot denser and durable.

Die zukünftige Dominanz von Festkörperbatterien ist möglicherweise nicht so eindeutig, da CATL eine neue Lithiumbatterie mit Wabendesign herausgebracht hat, die sie viel dichter und langlebiger macht.

This is the key behind the announcement by CATL of a new LFP (lithium-iron-phosphate) battery that can add 600km of range in just 10 minutes. In total the driving range could be above 1,000 km (600 miles), totally removing all “anxiety range” for future EV owners.

Dies ist der Schlüssel hinter der Ankündigung von CATL einer neuen LFP-Batterie (Lithium-Eisen-Phosphat), die in nur 10 Minuten eine Reichweite von 600 km bieten kann. Insgesamt könnte die Reichweite über 1.000 km (600 Meilen) betragen, was künftigen Besitzern von Elektrofahrzeugen jegliche „Reichweitenangst“ völlig nehmen würde.

Overall, this means 1 km worth of range can be charged every second and a full charge for 1,000km will take 16.6 minutes.

Insgesamt bedeutet dies, dass jede Sekunde eine Reichweite von 1 km aufgeladen werden kann und eine vollständige Aufladung für 1.000 km 16,6 Minuten dauert.

Until recently, it was somewhat of a consensus that in the long run, lithium-ion was not the right chemistry for utility-scale energy storage. This is because lithium-ion is expensive, and degrades too quickly, usually losing performance badly in more or less 10 years.

Bis vor Kurzem herrschte weitgehend Konsens darüber, dass Lithium-Ionen auf lange Sicht nicht die richtige Chemie für die Energiespeicherung im Versorgungsmaßstab ist. Dies liegt daran, dass Lithium-Ionen-Akkus teuer sind, sich zu schnell verschlechtern und in der Regel innerhalb von etwa 10 Jahren stark an Leistung verlieren.

So, when CATL revealed the performance of its TENER containerized battery system, the whole battery industry was shocked.

Als CATL die Leistung seines TENER-Containerbatteriesystems enthüllte, war die gesamte Batterieindustrie schockiert.

The pilot project using the TENER has demonstrated zero degradation in capacity after a full 5 years of operation.

Das Pilotprojekt mit TENER hat gezeigt, dass es nach fünf Betriebsjahren zu keinerlei Kapazitätseinbußen kam.

The honeycomb structure is likely becoming a central part of CATL's battery architecture. While not explicitly stated as such, this is probably what CATL referred to when talking about TENER:

Die Wabenstruktur wird wahrscheinlich ein zentraler Bestandteil der Batteriearchitektur von CATL werden. Auch wenn dies nicht ausdrücklich so angegeben ist, bezog sich CATL wahrscheinlich darauf, als es über TENER sprach:

To realize TENER, the company used an SEI with biomimetic ion channels and high stability, together with self-assembled electrolyte technologies creating what it calls an “ageless energy storage system.

Um TENER zu realisieren, nutzte das Unternehmen ein SEI mit biomimetischen Ionenkanälen und hoher Stabilität sowie selbstorganisierende Elektrolyttechnologien, wodurch ein sogenanntes „zeitloses Energiespeichersystem“ entstand.

Based on state-of-the-

Basierend auf dem Stand der Technik.