In der Autowelt ist ein Donut eigentlich ein Kreis aus Gummiabrieb: Heranwachsende probieren auf Supermarktparkplätzen oder Landstraßen das Driften aus und malen mit den Hinterrädern einen schwarzen Donut. Neuerdings steht der Begriff für die vermeintliche Innovation eines finnischen Startups. Dessen Donut-Batterie, so das Versprechen, übertreffe die Rahmendaten konventioneller Zellen um das Vielfache. Den Entwicklern ist es nach eigener Behauptung gelungen, eine Zelle mit festem statt flüssigem Elektrolyten zur Serienreife zu bringen, die in fünf Minuten von 0 auf 100 Prozent laden soll und 100.000 Zyklen hält. Das klingt fantastisch.
Donut Lab weiß selbstverständlich, dass diese Leistungsansage besonders bei der Dauerhaltbarkeit wenig glaubwürdig ist und spielt damit: Die Website I donut believe, eine Wortkreation aus dem Firmennamen und der Übersetzung „daran glaube ich nicht“ veröffentlicht in unregelmäßigen Abständen Ergebnisse von Tests am VTT. Dieses unabhängige Institut ist eine Art finnischer TÜV mit gutem Ruf. Die Prüfungen, die in solchen Einrichtungen oft und auch hier nach den Vorgaben des Auftraggebers durchgeführt werden, sollen beweisen, dass Donut Lab tatsächlich eine Revolution gelungen ist.
„Das Testverfahren ist designt, um den Leser zu täuschen“
Genau das aber tun sie nicht, sagt Dr. Joachim Sann vom Zentrum für Materialforschung an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Der Halbleiterphysiker ist auf Feststoffbatterien spezialisiert und hatte bereits im Podcast Geladen seine Skepsis geäußert. Im Gespräch mit heise Autos präzisiert er seine Kritik: „Das Testverfahren ist designt, um den Leser zu täuschen“, stellt Sann fest. Wichtige Parameter wie die Größe und das Gewicht der Zelle würden ausgelassen. Andere Messergebnisse wiederum würden den Behauptungen von Donut Lab widersprechen.
So sei die Coulomb-Effizienz der geprüften Zelle gering. Übersetzt: Nach den von Donut Lab veröffentlichten Werten hätte die Zelle nicht eine Lebensdauer von 100.000 Zyklen, sondern lediglich von 30 bis 50 Zyklen. Zum Vergleich: Die in heutigen Elektroautos verbauten Batteriesysteme halten je nach Auslegung und Zellchemie im Regelfall zwischen 1.500 und 5.000 Zyklen. „Die Daten von Donut Lab weisen auf etwa ein Prozent Degradation pro Ladezyklus hin“, erklärt Dr. Joachim Sann. Nach 30 bis 50 Zyklen sei also die finale Verschleißgrenze von 70 Prozent erreicht.
Handelsübliche Zelle in außergewöhnlichem Testprotokoll
Auch die von Donut Lab avisierte Energiedichte von 400 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) wäre über die Daten des VTT nicht bewiesen. Das Protokoll mache schlicht keine Angaben dazu. Schätzungen auf Basis plausibler Vergleichsmaßstäbe wie dem Klebeband auf den Fotos der Tests lassen eher 280 bis 300 Wh/kg gravimetrische sowie 600 bis 800 Wattstunden pro Liter (Wh/l) volumetrische Energiedichte vermuten: „Das sind die Daten von guten, aber konventionellen NMC-Zellen“ sagt Dr. Joachim Sann. Er ist inzwischen davon überzeugt, dass eine handelsübliche Zelle in einem außergewöhnlich belastenden Testverfahren geprüft worden wäre, um einen Durchbruch zu suggerieren.
Der Forscher aus Gießen steht nicht allein in der Branche, im Gegenteil. Niemand attestiert den Aussagen von Donut Lab, man hätte eine Festkörperzelle mit 100.000 potenziellen Ladezyklen und einer Energiedichte von 400 Wg/kg entwickelt, irgendeine Glaubwürdigkeit. Dass die Firma konsequent weitermacht, ist eine bekannte Strategie: Startups müssen Erfolge vorweisen, um Geld einzusammeln.
Das Ziel ist die rein metallische Lithiumanode
Es ist trotzdem interessant, sich mit der Frage zu befassen, warum überhaupt an Festkörperbatterien geforscht und entwickelt wird. Schließlich zeigen Branchengrößen wie Toyota oder Mercedes regelmäßig fahrbereite Prototypen.
Batteriezellen mit einem festen statt flüssigen Elektrolyten haben andere Eigenschaften. Sie können formal eine hohe Temperaturfestigkeit haben und weniger brennbar sein. Das zentrale Argument für einen Vorsprung ist ein anderes: Ein fester Elektrolyt ist die Voraussetzung für den Einbau einer rein metallischen Lithiumanode.
Diese metallische Lithiumanode stellt das elektrochemische Optimum dar. Fast alle Lithiumzellen im Bestand – unabhängig davon, ob sie in einem Elektroauto oder in einem Smartphone eingebaut sind – haben eine Grafitanode. Dieser pure Kohlenstoff ist verlässlich, er bremst aber die Ladeperformance und erhöht das Gewicht stark. Neuerding gibt es Elektroautos, die dem Grafit Silizium beimischen und diese Schwächen abmildern. Beispiele dafür sind der Porsche Taycan und der Mercedes CLA.
Schwer handhabbar, weil hochreaktiv
Sollte es gelingen, eine Batteriezelle mit einem festen oder halbfesten Elektrolyten sowie einer metallischen Lithiumanode herzustellen, würde die gravimetrische Energiedichte deutlich ansteigen. Ein Elektroauto könnte also bei gleichem Energieinhalt viel leichter sein oder im gleichen Bauraum viel mehr elektrische Energie speichern.
Allerdings ist rein metallisches Lithium in der Produktion schwer handhabbar, weil es hochreaktiv ist. Batterieunternehmen wie CATL, die den Markt dominieren, arbeiten möglicherweise mit Hunderten von Entwicklern an solchen Problemen. Die Lebenswirklichkeit sieht anders aus.
Low Tech in hohen Stückzahlen
Einer der wichtigsten Faktoren für den Verkaufserfolg sind nämlich nicht herausragende Leistungsdaten, sondern ausreichende Performance bei niedrigem Preis. Und hier zeichnet sich zurzeit ein Siegeszug von simplen LFP-Zellen (für Lithium-Eisenphosphat) ab: In China lag der Marktanteil 2025 bei 81,2 Prozent.
Diese Zellchemie ist preisgünstig und belastbar: Im Praxistest im Winter haben Xpeng G6 und G9 gezeigt, dass der normierte Ladehub von zehn auf 80 Prozent in zwölf Minuten erledigt werden kann. Solche LFP-Zellen sind weder leicht noch bieten sie eine hohe Reichweite. Das Gewicht ist lediglich akzeptabel und die Aktionsdistanz offenbar auch. Neue Zellchemien stehen immer in Konkurrenz zu den in Großserie produzierten Zellen. Dass es permanent kleine Fortschritte gibt, ist sichtbar. Wunder dagegen sind unwahrscheinlich.
Erschienen bei heise Autos.
