Ein Feststoffakku hat in einem veröffentlichten Labortest 1.000 vollständige Ladezyklen bei nur einer Atmosphäre Druck erreicht. Nach diesen Zyklen verfügte die kleine Zelle noch über rund 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. QuantumScape stellt damit erstmals öffentliche Daten zu einer Festkörperzelle mit Sulfid-Kathode vor, die ohne starke mechanische Einspannung auskommt. Der Befund ist ein wichtiger technischer Schritt, aber noch kein Nachweis für einen serienreifen Akku im Elektroauto.
Die Plattform trägt den Namen Osprey und wurde am 11. November 2026 vom US-Unternehmen QuantumScape vorgestellt. Das Unternehmen aus San José in Kalifornien arbeitet seit Jahren an Lithium-Metall-Festkörperbatterien und kooperiert unter anderem mit PowerCo, der Batteriesparte des Volkswagen-Konzerns. Die nun veröffentlichten Ergebnisse betreffen jedoch keine fertige Fahrzeugbatterie, sondern kleine Versuchszellen. Ihr besonderer Wert liegt in der Kombination aus einer festen Sulfid-Kathode, langer Zyklenfestigkeit und einem vergleichsweise geringen äußeren Druck.
Bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus bewegt sich Lithium durch einen flüssigen Elektrolyten zwischen zwei Elektroden. Festkörperbatterien ersetzen diese Flüssigkeit durch feste Materialien. Das kann neue Zellaufbauten ermöglichen, stellt Entwickler aber vor ein Kontaktproblem: Die festen Schichten müssen auch während vieler Lade- und Entladevorgänge zuverlässig aneinanderliegen. Gerade Sulfid-Elektrolyte gelten als interessant, weil sie Lithiumionen gut leiten. Zugleich benötigen viele entsprechende Versuchszellen hohen Anpressdruck, damit die Kontaktflächen nicht auseinanderdriften.
Eine Atmosphäre entspricht ungefähr dem normalen Luftdruck auf Meereshöhe. Für eine Batteriezelle ist das eine geringe mechanische Belastung. Andere Sulfid-Festkörperzellen werden in Laborversuchen häufig mit deutlich höheren Drücken betrieben. In der von QuantumScape veröffentlichten Einordnung werden Werte von 30 bis mehr als 100 Atmosphären als typische Größenordnung vieler Laboransätze genannt. Solche Kräfte müssen in einem späteren Akkupack technisch erzeugt und über lange Zeit gehalten werden.
Der Aufwand kann erheblich werden, weil der Druck nicht nur auf einen kleinen Punkt wirkt. Er muss über die Flächen der Zellen gleichmäßig anliegen. QuantumScape veranschaulicht die Größenordnung anhand einer einzelnen Zelle von 10 mal 24,2 Zentimetern: Bereits 20 Atmosphären entsprechen demnach einer Kraft von ungefähr 5.000 Kilogramm. Das Unternehmen vergleicht sie mit dem Gewicht von etwa drei Mittelklasseautos. Für einen kompletten Fahrzeugakku wären entsprechend stabile Endplatten und Zuganker nötig, die zusätzliches Gewicht, Bauraum und Kosten verursachen.
Die Angabe beschreibt eine Kraftwirkung auf eine einzelne Zellfläche und nicht das Gewicht eines tatsächlichen Batteriepakets. Der Vergleich macht dennoch verständlich, weshalb niedriger Stapeldruck für die Konstruktion relevant ist. Wenn eine Zelle ihre Funktion bei ungefähr einer Atmosphäre erfüllt, könnte ein Teil der aufwendigen Drucktechnik entfallen. Ob daraus tatsächlich leichtere oder günstigere Fahrzeugakkus entstehen, hängt allerdings auch von Zellgröße, Gehäuse, Kühlung, Sicherheit und Fertigung ab.
Osprey kombiniert drei zentrale Elemente. Zwischen den Elektroden sitzt ein keramischer Separator von QuantumScape. Auf der negativen Seite kommt ein anodenfreies Design zum Einsatz. Beim Zusammenbau ist dort keine fertige Lithium-Metall-Anode vorhanden; erst beim ersten Laden lagert sich Lithium als Metall an der vorgesehenen Grenzfläche ab. Auf der positiven Seite verwendet Osprey eine Kathode mit festem Sulfid-Elektrolyten. Erst diese Kombination macht die gesamte Zelle zu einer Festkörperbatterie.
Die Unterscheidung ist wichtig, weil QuantumScapes bisherige QSE-Zellen noch nicht vollständig fest sind. Das Unternehmen beschreibt die QSE-Plattform, zu der auch die QSE-5 gehört, mit einem keramischen Separator und einer Kathode, die einen flüssigen Elektrolyten enthält. Der Separator ist also fest, die Kathodenseite enthält aber weiterhin Flüssigkeit. Osprey ersetzt genau diesen flüssigen Bestandteil durch einen festen Sulfid-Elektrolyten. Die neue Plattform ist deshalb mehr als eine bloße Weiterentwicklung der bisherigen Zellhülle.
Die Keramik soll zugleich die empfindliche Grenzfläche zum Lithium-Metall kontrollieren. Sulfidmaterialien können mit Lithium reagieren und dadurch die Lebensdauer beeinträchtigen. Außerdem können sich bei wiederholtem Betrieb Kontaktverluste zwischen festen Bestandteilen ergeben. QuantumScape setzt die Sulfidverbindung deshalb auf der Kathodenseite ein und verwendet für die Trennung zum Lithium-Metall den eigenen keramischen Separator. Die Firma verfolgt damit einen anderen Aufbau als Konzepte, bei denen Sulfid selbst als Separator dienen soll.
Das anodenfreie Prinzip hat eine weitere Konsequenz: Beim ersten Laden entsteht die Lithium-Metall-Schicht erst innerhalb der Zelle. Das spart im Ausgangsaufbau eine separat eingebrachte Anode. Wie anspruchsvoll solche Grenzflächen sein können, zeigen auch andere Arbeiten zu Lithium-Dendriten in keramischen Festelektrolyten. Diese können feste Trennschichten durchdringen und einen Kurzschluss verursachen. Osprey verfolgt einen eigenen Materialaufbau, der solche Probleme an den Grenzflächen beherrschen soll.
Die wichtigste Messreihe stammt aus einer zweilagigen Zelle mit einer Kathodenfläche von 50 mal 65 Millimetern. Diese Fläche entspricht laut den Angaben derjenigen der QSE-5. Geladen und entladen wurde jeweils mit einer Rate von 1C. Bei dieser Rate würde ein idealisierter Ladevorgang eine Stunde dauern; tatsächlich beschreibt C die Stromstärke relativ zur Zellkapazität. Der Versuch durchlief den vollständigen Ladezustandsbereich von 0 bis 100 Prozent und fand bei 30 Grad Celsius statt.
Die Kathodenbeladung lag bei 5,5 Milliamperestunden pro Quadratzentimeter. Das ist eine wichtige Kenngröße, weil sie angibt, wie viel Ladung die Elektrode pro Fläche aufnehmen kann. Sehr dünne oder gering beladene Elektroden können in Laborzellen günstige Ergebnisse liefern, lassen sich aber nicht ohne Weiteres mit leistungsfähigen Fahrzeugzellen vergleichen. QuantumScape nennt für den Osprey-Test eine Beladung, die nach Unternehmensangaben im Bereich heutiger Elektroauto-Zellen liegt. Unter diesen Bedingungen sank die Kapazität nach 1.000 vollständigen Zyklen auf ungefähr 80 Prozent des Ausgangswerts.
Ein Ladezyklus meint dabei einen vollständigen Durchlauf des festgelegten Ladezustandsbereichs. Werden mehrere Teilaufladungen zusammengenommen, können sie zusammen einem Vollzyklus entsprechen. Die Angabe von 1.000 Zyklen ist deshalb nicht gleichbedeutend mit 1.000 einzelnen kurzen Ladevorgängen an einer öffentlichen Ladesäule. Auch sagt sie allein noch nichts darüber aus, wie viele Jahre eine Batterie im Fahrzeug hält. Kalenderalterung, Temperaturwechsel, unterschiedliche Ladeprofile und mechanische Belastungen müssen zusätzlich untersucht werden.
Die Zelle war zudem klein. Electrek schätzt ihre Kapazität anhand der veröffentlichten Abmessungen auf ungefähr 0,3 bis 0,4 Amperestunden. Zum Vergleich nennt der Bericht für die QSE-5 ungefähr fünf Amperestunden. Das ist keine vom Hersteller ausgewiesene Kapazität der Osprey-Zelle, sondern eine journalistische Abschätzung. Der Versuch zeigt daher einen wichtigen Material- und Zellnachweis, aber noch nicht, dass sich dieselben Eigenschaften in einer großen, mehrlagigen Fahrzeugzelle erhalten lassen. Zudem handelt es sich bei allen genannten Messwerten um Herstellerdaten, die bislang nicht in einer begutachteten Fachzeitschrift (Peer Review) veröffentlicht wurden.
QuantumScape nennt neben der Zyklenfestigkeit eine Schnellladung von 10 auf 80 Prozent in ungefähr fünf Minuten. Diese Angabe benötigt eine wichtige Ergänzung: Der entsprechende Versuch erfolgte mit einer zweilagigen Zelle bei einer Laderate von 10C und einer Zelltemperatur von 80 Grad Celsius. Die hohe Temperatur ist Teil der Testbedingung und keine nebensächliche Laborgröße. Ein Ergebnis bei 80 Grad Celsius lässt sich nicht als Ladezeit eines normal temperierten Elektroauto-Akkus übernehmen.
Bei höheren Temperaturen können sich bestimmte elektrochemische Vorgänge beschleunigen. Für den praktischen Einsatz müsste das Batteriesystem die Zelle deshalb gegebenenfalls vor dem Schnellladen erwärmen und anschließend innerhalb zulässiger Grenzen halten. Das kostet Energie und verlangt ein passendes Temperaturmanagement. QuantumScape hat in den veröffentlichten Angaben keinen entsprechenden Fünf-Minuten-Test bei Raumtemperatur vorgelegt. Die Schnellladezahl ist daher ein technischer Versuchswert unter speziellen Bedingungen, kein Versprechen für den Alltag.
Auch die Kälteangabe stammt aus einem anderen Aufbau. Für den Betrieb bei minus 20 Grad Celsius verwendete das Unternehmen eine einlagige Zelle mit einer Kathodenfläche von 21 mal 21 Millimetern. Sie wurde langsam mit C/3 entladen. Bei minus 20 Grad standen noch 68 Prozent der bei Raumtemperatur gemessenen Kapazität zur Verfügung; bei null Grad waren es 85 Prozent. Diese Messung ist ein Hinweis auf die grundsätzliche Nutzbarkeit bei niedrigen Temperaturen, aber kein Nachweis für volle Fahrzeugleistung bei Frost.
QuantumScape stellt für Osprey eine volumetrische Energiedichte von bis zu ungefähr 1.100 Wattstunden pro Liter in Aussicht. Dieser Wert ist keine Messung an einer großen Osprey-Fahrzeugzelle. Als Grundlage nennt das Unternehmen eine hoch beladene Kathode und einen optimierten Zellaufbau. Der dazu angeführte Test erfolgte mit einer Knopfzelle bei drei Atmosphären Druck und umfasste 100 Zyklen. Die Energiedichte ist somit eine Projektion, die auf Entwicklungsergebnissen und einer bestimmten Testkonfiguration beruht.
Zum Vergleich gibt QuantumScape für die QSE-5 eine Energiedichte von 844 Wattstunden pro Liter und 301 Wattstunden pro Kilogramm an. Die volumetrische Angabe beschreibt die gespeicherte Energie bezogen auf das Zellvolumen, die gravimetrische Angabe bezieht sie auf die Masse. Beide Größen beantworten unterschiedliche Fragen: Ein kompakter Akku kann pro Liter viel Energie speichern, während für das Fahrzeuggewicht die Energie pro Kilogramm entscheidend ist. Aus dem prognostizierten Literwert allein lässt sich deshalb weder eine konkrete Reichweite noch eine Gewichtsersparnis für ein bestimmtes Auto berechnen.
Ein weiterer Unterschied betrifft die industrielle Umsetzung. Die Herstellung von Osprey-Zellen wurde nach Angaben im Whitepaper bislang im Labormaßstab demonstriert. Prozesse mit höherem Durchsatz befinden sich noch in der Entwicklung. Größere prismatische Zellen, wie sie Autohersteller bevorzugen, benötigen mehr aktive Fläche und voraussichtlich zusätzliche Lagen. QuantumScape räumt ein, dass für die Prozessentwicklung und die Skalierung noch erhebliche Arbeit erforderlich ist. Ein Termin für die Serienproduktion von Osprey wurde nicht genannt.
Der Name Osprey bezeichnet nicht nur eine einzelne Zelle, sondern eine Plattform, die QuantumScape lizenzieren und gemeinsam mit anderen Unternehmen weiterentwickeln will. Partner sollen die keramische Trennschicht und das anodenfreie Zellkonzept mit eigenen Sulfid-Kathoden kombinieren können. Das ist wirtschaftlich bedeutsam, weil mehrere Batteriehersteller bereits in Sulfidmaterialien und deren Verarbeitung investiert haben. QuantumScape bietet ihnen damit einen Weg, vorhandene Kathodenentwicklung mit einem anderen Separator- und Anodenaufbau zu verbinden.
Die Branche verfolgt unterschiedliche Zeitpläne. Samsung SDI peilt für Sulfid-Festkörperzellen den Beginn der Produktion in der zweiten Hälfte 2027 an. BYD plant eine Kleinserie für 2027, Toyota nennt 2027 bis 2028 als Ziel. CATL rechnet für einen breiten Massenmarkt eher mit einem Zeitraum um 2030. Solche Unternehmensziele sind keine bestätigten Markteinführungen und sagen nichts darüber aus, ob die jeweiligen Zellen dieselben Eigenschaften erreichen werden.
Für QuantumScapes QSE-5 ist laut den vorliegenden Angaben eine Produktionslinie mit 100 Megawattstunden Kapazität und Produktionsbeginn 2028 angekündigt. Diese Planung betrifft die QSE-Plattform und darf nicht mit einem Serienstart von Osprey verwechselt werden. Die beiden Entwicklungen stehen auf unterschiedlichen Stufen: QSE-5 wird bereits als Muster an Kunden geliefert, während Osprey bislang vor allem die Leistungsfähigkeit eines neuen Festkörperaufbaus demonstriert.
Der neue Versuch reiht sich in eine breitere Entwicklung bei anodenfreien Lithium-Metall-Batterien ein. Auch dort entsteht die Anode erst während des ersten Ladevorgangs. Die Ansätze unterscheiden sich jedoch bei Kathode, Elektrolyt, Zellformat und Messbedingungen. Die Osprey-Daten beantworten deshalb eine eng umrissene Frage: Eine kleine Festkörperzelle mit Sulfid-Kathode kann nach Unternehmensangaben viele vollständige Zyklen bei geringem Druck absolvieren. Ob dieser Vorteil in großen, bezahlbaren und langlebigen Akkupacks erhalten bleibt, muss die weitere Entwicklung zeigen.
QuantumScape, Osprey: The Open Solid-State Platform
QuantumScape, QuantumScape Expands Commercial Roadmap with Osprey, the Open All-Solid-State Platform for Battery Development
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