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Zukunftsweisender Akku - Die Batterie des Kia Soul EV

- Durch hohe Energiedichte (200 Wh/kg) bis zu 200 Kilometer Reichweite
- Innovatives, nickelreiches Kathodenmaterial mit hoher Speicherfähigkeit
- Batteriezellen werden vom Zulieferer SK Innovation produziert

Der Kia Soul EV ist mit einer modernen Lithium-Ionen-Polymer-Batterie (LiPoly) ausgestattet, deren Zellen vom Zulieferer SK Innovation produziert werden. Das koreanische Unternehmen gehört zu den weltweit führenden Anbietern im Bereich der Lithium-Ionen-Technologie. Der Akku mit einer sehr hohen Energiedichte von 200 Wh/kg ist das Resultat eines dreijährigen Entwicklungsprogramms, das die Kia Motors Corporation und SK Innovation in Korea durchgeführt haben.

Die Batterie besteht aus 192 Zellen, die in acht Modulen gebündelt sind und eine Gesamtkapazität von 27 Kilowattstunden haben. Ein hochmodernes thermisches Kontrollsystem sorgt dafür, dass jede einzelne Zelle optimal temperiert wird. Zudem ist der Akku strukturell extrem robust und sicher konzipiert. Als Kathodenwerkstoff wird in der Serienproduktion dieser Batteriezellen nickelreiches NKM (Nickel-Kobalt-Mangan) verwendet. Die Leistungsfähigkeit der Kathode ist ausschlaggebend für die Energiedichte der Batterie. Eine hohe Energiedichte wiederum ist von zentraler Bedeutung für die Reichweite eines Elektroautos und ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise der Batterie, was Platz und Gewicht spart. Der Kia Soul EV kann mit einer Akku-Ladung bis zu 200 Kilometer weit fahren.

Für diese Batterie wurden auch ein Hochleistungs-Elektrolyt-Additiv sowie spezielle Anoden-Materialien entwickelt, um den Widerstand zu minimieren und so die vielfältigen Leistungsanforderungen zu erfüllen (zum Beispiel hinsichtlich Sicherheit und Ökobilanz). Darüber hinaus werden dadurch schnelle Ladevorgänge und eine optimale Bremsenergie-Rückgewinnung gewährleistet. In den Batteriezellen des Kia Soul EV kommt zudem ein besonders effizienter und sicherer Separator zum Einsatz. Er maximiert die Energiedichte der Batterie und verlängert durch seine hohe Temperaturbeständigkeit deren Lebensdauer. Der Separator hat die Aufgabe, Kathode und Anode räumlich zu trennen und elektrisch zu isolieren.

Der geringe elektrische Innenwiderstand der Zellen, das effiziente thermische Kontrollsystem und die exakte Berechnung des Ladezustands haben die Ladeleistung der Batterie stark verbessert. An einer Schnellladestation (100 Kilowatt Gleichstrom) kann sie daher in nur 25 Minuten zu 80 Prozent aufgeladenwerden (an einer 50-Kilowatt-Station in 33 Minuten). An einem 230-Volt-Wechselstrom-Anschluss mit 6,6 Kilowatt lässt sich der Akku des Soul EV in maximal fünf Stunden vollständig aufladen.

Das Elektrolyt-Additiv, das im Akku des Kia Soul EV verwendet wird, wirkt einer Beeinträchtigung der Batterieleistung bei Kälte und Hitze entgegen. Es erweitert den Temperaturbereich, in dem die Batterie voll  leistungsfähig ist und reduziert damit die Reichweitenschwankungen durch Witterungseinflüsse. Kälte und Frost können sich generell ungünstig auf die Batterieleistung auswirken. Der Kia Soul EV verfügt deshalb über eine Batterieheizung, die den Akku vor der Fahrt aufwärmt, während das Fahrzeug noch mit dem Stromnetz verbunden ist. Damit trägt dieses System dazu bei, dass die maximale Akkuleistung unabhängig von der Außentemperatur zur Verfügung gestellt wird.

Das Batterie-Modul ist zur Sicherheit mit einem Überladungsschutz ausgestattet, der den Hochspannungs-Stromkreis sofort unterbricht, falls eine Batteriezelle sich wegen Überladung ausdehnen sollte. Die Batteriezellen des Kia Soul EV zeichnen sich durch Langlebigkeit und ein Höchstmaß an Sicherheit aus. Diese Qualitäten basieren in erster Linie auf der Optimierung der Ausgangsstoffe für die Morphologie-Kontrolle und Oberflächenbeschichtung der Kathode, für die Oberflächenbeschichtung der Anode und für das Elektrolyt-Additiv, hinzu kommt die sehr hohe mechanische Festigkeit des Separators.

Hintergrund-Information: Lithium-Ionen-Polymer-Batterie

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine wiederaufladbare Batterie, die elektrische Energie in chemische Energie umwandelt und diese speichert, um sie bei Bedarf wieder als elektrische Leistung abzugeben. Bei der Ladung der Batterie bewegen sich die Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode, bei der Entladung von der Anode zur Kathode. Das Elektrolyt ist das Medium, das die Bewegung der Lithium-Ionen ermöglicht, durch den Separator werden Anode und Kathode elektrisch gegeneinander isoliert.

Die Kathode besteht im Allgemeinen aus schweren Oxiden und kann im Verhältnis zu ihrem Gewicht weniger elektrische Energie speichern als die Anode, die aus leichtem Kohlenstoff hergestellt wird. Um die Energiedichte (das Verhältnis von Energie und Gewicht) einer Batterie zu erhöhen, muss daher die Speicherfähigkeit der Kathode vergrößert werden. Denn zwischen Kathode und Anode sollte die Energiemenge immer ausgewogen sein.

Als Lithium-Ionen-Polymer-Batterie wird üblicherweise ein Batterietyp bezeichnet, dessen Zellen mit so genannter Pouch-Folie ummantelt sind. Der Name Lithium-Ionen-Batterie steht dagegen für Akkus, deren Zellen einen Metallmantel haben.

Zu den Vorteilen einer Lithium-Ionen-Polymer-Batterie gegenüber einem üblichen Lithium-Ionen-Akku zählen:
- größere Effizienz aufgrund der einfacheren Zellstruktur (weniger Teile)
- niedrigere Kosten
- hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit (aufgrund der besseren Wärmeleitfähigkeit und der Innendruckkontrolle)
- Fertigungsfreundlichkeit (leicht und in verschiedensten Größen und Formen herstellbar)