Laut Amprius fördert eine höhere Batterieentladungsrate die elektrische Luftfahrt

Jul 01, 2023

Der Batteriehersteller Amprius Technologies gibt an, mit der Entwicklung einer neuen Lithium-Ionen-Batterie mit ultrahoher Leistung und hoher Energie einen neuen Durchbruch in der Batterietechnologie für Elektroflugzeuge und Straßenfahrzeuge erzielt zu haben, die nach Angaben des Unternehmens „unübertroffene Antriebsleistung und Leistung“ bieten wird Energie."

Die Batterien des Unternehmens, die mit Anoden aus Silizium-Nanodrähten hergestellt werden, bieten höhere Energiedichten als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien, von denen die meisten mit Anoden auf Graphit- oder Kohlenstoffbasis hergestellt werden. Siliziumanoden können bis zu zehnmal mehr Lithiumatome speichern und bieten daher eine deutlich höhere Ladekapazität als andere Arten von Lithium-Ionen-Batterien.

Mit seinem neuesten Produkt, das das kalifornische Unternehmen am 3. August ankündigte, hat Amprius einen Lithium-Ionen-Akku mit Siliziumanode entwickelt, der eine Energiedichte von 400 Wh/kg bietet und gleichzeitig mit einer beeindruckend hohen Entladerate von 10 °C aufwartet. Laut Amprius kann der neue Akku in weniger als sechs Minuten von leer auf 80 Prozent aufgeladen werden.

Zum Vergleich: Die Batterien, die heute Elektroautos antreiben, haben Spitzenentladeraten von etwa 5 °C. Die sogenannte „C-Rate“ gibt an, wie schnell sich ein Akku im Verhältnis zu seiner maximalen Kapazität entlädt. Eine Batterie mit 10 °C lädt und entlädt sich in der Hälfte der Zeit, die eine Batterie mit einer C-Rate von 5 °C benötigen würde.

Diese neue Batterie könnte für Anwendungen wie eVTOL-Flugzeuge sowie elektrische Straßenfahrzeuge verwendet werden. Laut Amprius könnte es Elektroautos ermöglichen, in 1,5 Sekunden von 0 auf 60 Meilen pro Stunde (97 km/h) zu beschleunigen – schneller als jedes andere Elektrofahrzeug auf dem heutigen Markt.

„Die kommerziellen Möglichkeiten der Elektromobilität werden stark von ihrem Strom- und Energiebedarf beeinflusst“, sagte Kang Sun, CEO von Amprius. „Unsere neue Zelle liefert eine beeindruckende spezifische Leistung und Energiedichte, die etwa 200 Prozent höher ist als bei herkömmlichen Graphitzellen, und erreicht gleichzeitig eine Entladungsrate von 10 °C, was die Anwendungsmöglichkeiten erheblich erweitert und die Kosteneffizienz steigert.“

Amprius sagt, dass die Kombination der hohen Energie- und Leistungsdichten seiner Batterien sowohl deren Gewicht als auch Volumen reduziert. Für Elektrofahrzeuge bedeutet das mehr Reichweite, weniger Fahrten zu Ladestationen und weniger Ausfallzeiten beim Laden. Laut Amprius hat die neue Batterie eine Leistungsdichte von 3.500 W/kg bei Standard-Entladebedingungen und eine maximale Leistung von 4.400 W/kg bei geringeren Entladetiefen (also bei niedrigem Batterieladezustand).

Die neuen 10C-Batterien mit 400 Wh/kg werden voraussichtlich im Jahr 2024 auf den Markt kommen, und Amprius sagt, dass bis Ende dieses Jahres Muster für potenzielle Kunden verfügbar sein werden. Neben der 10C-Batterie mit 400 Wh/kg verfügt Amprius über mehrere weitere leistungsstarke Lithium-Ionen-Batterien, die bereits mit Energiedichten von 380 bis 500 Wh/kg im Handel erhältlich sind.

Das Unternehmen liefert bereits Batteriezellen für mehrere Drohnenanwendungen und beabsichtigt, seine Produkte Unternehmen anzubieten, die größere Elektroflugzeuge entwickeln. Im Oktober 2022 begann Amprius mit dem britischen Verteidigungsunternehmen BAE Systems zusammenzuarbeiten, um Batterien für Elektroflugzeuge und andere nicht näher bezeichnete Verteidigungstechnologien zu entwickeln. Erst letzten Monat gaben die Partner bekannt, dass von Amprius entwickelte Batterien eine Stratosphärendrohne bei ihrem ersten Flugversuch erfolgreich angetrieben haben.

Bei diesem Flugzeug handelte es sich um den PHASA-35, einen von der BAE-Tochtergesellschaft Prismatic entwickelten High-Altitude-Pseudosatelliten (HAPS). Die PHASA-35 ist eine solarelektrische Drohne, die ihre von Amprius gelieferten Batterien mit Solarenergie auflädt. Während seines ersten Fluges stieg das Flugzeug auf eine Höhe von über 66.000 Fuß und erreichte die Stratosphäre, bevor es sicher auf seinem Testgelände in New Mexico landete.

Zusätzlich zu seiner Zusammenarbeit mit BAE hat Amprius Partnerschaften mit einer Handvoll Akteuren in der elektrischen Luftfahrt- und Verteidigungsindustrie aufgebaut. Das sagte ein Amprius-SprecherZukunftsflug dass das Unternehmen mit Teledyne FLIR, einer Tochtergesellschaft von Teledyne Technologies, zusammenarbeitet, um unbemannte Flugsysteme (UAS) für Verteidigungs- und Sicherheitsanwendungen anzutreiben. Auch die Airbus-Tochter Aalto nutzt Amprius-Batterien, um ihr autonomes HAPS namens Zephyr anzutreiben.

Der Sprecher fügte hinzu, dass Amprius sich darauf vorbereitet, „Lieferungen auf kommerzieller Ebene“ an den in Kalifornien ansässigen UAS-Hersteller AeroVironment zur Unterstützung des herumlungernden Raketensystems Switchblade 300 Block 20 des Unternehmens zu liefern. „Außerdem laufen mehrere Projekte mit dem US-Militär, darunter die Entwicklung sicherer Zellen für Wearables und Hochenergiezellen für andere Verteidigungsanwendungen“, sagten sie.