Alles über das Gewicht von E-Auto-Batterien

Immer mehr Menschen setzen auf Elektromobilität

Seit 2012 nimmt die Zahl der Neuzulassungen von Elektroautos weltweit kontinuierlich zu. In Deutschland wurden im August 2023 im Vergleich zum Vorjahr doppelt so viele Elektroautos verkauft, Österreich verzeichnete zwischen April und Juni 2023 mit 66 Prozent europaweit den zweitgrößten Zuwachs bei den E-Auto-Verkaufszahlen und auch in der Schweiz stieg die Zahl der Neuzulassungen von Elektroautos zwischen Januar und September 2023 von 25,7 Prozent auf 33,4 Prozent.

Wer zum ersten Mal ein Elektroauto fährt, muss sich oft erst daran gewöhnen, eine Batterie aufzuladen, anstatt einen Benzintank aufzufüllen. Es ist jedoch nicht nur das Aufladen im Gegensatz zum Auffüllen. Die Batterie beeinflusst aufgrund ihres Gewichts auch die Fahreigenschaften des Autos.

Wie viel wiegen also E-Auto-Batterien, wovon hängt ihr Gewicht ab und wie wirkt sich die schwere Batterie auf das Fahrerlebnis aus?

Das Gewicht der E-Auto-Batterie

Wie viel eine E-Auto-Batterie wiegt, hängt von ihrer Größe und ihrer Speicherkapazität ab. In der Regel gilt: Je größer die Batterie, desto mehr Strom kann sie speichern und desto schwerer ist sie. Eine Batterie mit einer Speicherkapazität von 6 bis 12 kWh wiegt meist zwischen 100 und 150 kg, während eine Batterie mit 60 bis 100 kWh bis zu 600 kg schwer sein kann. Das Gewicht einer E-Auto-Batterie ist natürlich nicht in jedem Fahrzeug gleich. Sie richtet sich nach Größe und Gewicht des Autos:

• Ein Tesla Model S kommt auf ein Batteriegewicht von rund 544 kg.
• Ein Tesla Model Y hat eine Batterie mit einem Gewicht von rund 771 kg.
• Im Gegensatz dazu wiegt die Batterie eines Nissan Leaf nur rund 303 kg.

Wie man sieht, wiegen die Batterien von E-Autos einiges. Sie können bis zu 25 Prozent des Gesamtgewichts eines E-Fahrzeugs ausmachen. Um zu verstehen, woher dieses hohe Gewicht kommt, müssen wir uns zunächst ansehen, woraus E-Auto-Batterien bestehen.

Was macht eine E-Auto-Batterie so schwer?

Die Batterie eines Elektroautos mag wie eine Einheit aussehen, besteht in Wirklichkeit aber aus Tausenden kleinen Zellen, die zu einem großen Akku verbunden werden. Der Batterietyp, der in Elektroautos mit Abstand am häufigsten verwendet wird, ist der Lithium-Ionen-Akku. Seine hohe Kosteneffizienz und Energiedichte machen ihn zum optimalen Kompromiss zwischen Speicherkapazität und Preis.

Woraus setzt sich nun also das Gewicht einer E-Auto-Batterie zusammen? Im Schnitt gehen rund 60 bis 75 Prozent des Gesamtgewichts einer Batterie auf die Zellen und die Materialien, aus denen sie bestehen, zurück. Die restlichen 25 bis 40 Prozent machen das Metallgehäuse, die Kabel sowie die Temperatur- und Batterie-Managementsysteme (TMS und BMS) aus.

Neben Lithium findet man in E-Auto-Batterien auch Mineralien wie Kobalt, Mangan, Kupfer, Nickel und Grafit. Eine Lithium-Ionen-Batterie enthält rund 7 kg Lithium, 6 kg Kobalt, 5 kg Mangan, 22 kg Kupfer, 49 kg Nickel und 65 kg Grafit. Die genauen Mengen hängen stark von der Art der Batterie ab. Die Batterie im Tesla Model S kann beispielsweise rund 63 kg Lithium enthalten.

Die Energiedichte einer E-Auto-Batterie

Die Energiedichte gibt die Strommenge an, die eine Batterie bei einem bestimmten Gewicht speichern kann. Anders gesagt: Je höher die Energiedichte, desto mehr Strom kann eine Batterie bei gleichem Gewicht speichern.

Die Energiedichte spielt für Batterien in Elektroautos eine große Rolle. Da sie angibt, wie viel Strom gespeichert und wieder abgegeben werden kann, ist sie auch maßgeblich für die Reichweite eines E-Autos. Damit das Gesamtgewicht einer Batterie möglichst niedrig bleibt und ein Elektrofahrzeug mit einer einzigen Ladung möglichst weit fahren kann, braucht es eine hohe Energiedichte. Im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure-Autobatterien mit einer Energiedichte von nur 30 bis 40 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg), erreichen Lithium-Ionen-Batterien Werte von rund 200 bis 240 Wh/kg. Daher stecken in Geräten, bei deinen eine lange Akkulaufzeit gefragt ist, wie in Handys, Laptops und natürlich in E-Autos, meist Lithium-Ionen-Batterien.

Obwohl die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien bereits sehr hoch ist, versucht die Forschung, die Energiedichte noch weiter zu verbessern. Mit neuen Batteriestrukturen und Herstellungsprozessen soll eine Energiedichte von rund 390 Wh/kg möglich werden. Das hätte zur Folge, dass die Reichweite von Elektrofahrzeugen steigt, während ihr Gewicht sinkt.

Der Gewichtsvergleich: Standard-Autobatterie vs. E-Auto-Batterie

In Benzinern ist die Batterie für das Starten, die Lichter und ähnliche Funktionen zuständig. In Elektroautos macht die Batterie noch viel mehr. E-Auto-Batterien sind die primäre Energiequelle des Elektrofahrzeugs und müssen im Vergleich zur Standard-Autobatterie um einiges mehr an Energie speichern.

Da sie mehr Strom speichern, sind sie erheblich größer und damit auch schwerer als herkömmliche Autobatterien. Aus diesem Grund bringt eine typische Blei-Säure-Autobatterie nur zwischen 15 kg und 30 kg auf die Waage, während E-Auto-Batterien Hunderte Kilogramm schwer sind.

Sind Elektroautos schwerer als Verbrenner?

Wenn der Gewichtsunterschied bei der Batterie schon so groß ist, wiegen E-Autos dann generell mehr? In der Regel lautet die Antwort auf diese Frage ja. Elektrofahrzeuge sind meist schwerer als Verbrenner, vor allem wegen des Gewichts der Batterie.

Der Gewichtsunterschied ist aber nicht immer so eindeutig, wie manche meinen. Während in E-Autos die Batterie sehr schwer ist, sind ihre Motoren kleiner und leichter als die eines Verbrenners.

Darüber hinaus ersetzen viele E-Auto-Hersteller traditionelle Komponenten mit leichteren Materialien, um das Gewicht der Batterie auszugleichen. Hochfester Stahl, Magnesiumlegierungen, Kohlefasern und polymere Verbundwerkstoffe können das Gesamtgewicht um bis zu 50 Prozent senken. Das verringert den Verbrauch des Fahrzeugs und macht es effizienter.

Wie sich das Batteriegewicht im E-Auto auf die Fahreigenschaften auswirkt

Obwohl viele vom Gegenteil überzeugt sind, kann eine schwerere Batterie sowohl die Fahreigenschaften verbessern als auch die Sicherheit erhöhen. Neben dem Gewicht spielt dabei auch die Form und die Platzierung der Batterie eine Rolle: Die meisten E-Auto-Batterien haben die Form eines langen, flachen Rechtecks und werden im Unterboden verbaut.

Damit hat das Fahrzeug einen niedrigeren Schwerpunkt, der in Kombination mit dem zusätzlichen Gewicht der Batterie dafür sorgt, dass es sich stabiler fährt. Für die Fahrer*innen selbst heißt das, dass ein E-Auto selbst bei höheren Geschwindigkeiten gut in der Kurve liegt und auf Regen-, Eis- oder Schneefahrbahnen einfacher zu fahren ist.

Auch die Sicherheit der Insass*innen profitiert vom Gewicht der Batterie. Aufgrund des niedrigen Schwerpunkts ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein E-Auto bei einem Unfall überschlägt, viel geringer. Außerdem kann das zusätzliche Gewicht die Auswirkungen eines Aufpralls mildern.

Der technologische Fortschritt bei E-Auto-Batterien

Wer mit der Welt der Elektroautos noch nicht vertraut ist, den überrascht das hohe Gewicht von E-Auto-Batterien oft. Immerhin machen sie im Elektrofahrzeug einen großen Teil des Gesamtgewichts aus. Als Hauptenergiequelle ist die Batterie im E-Auto jedoch ein kritischer Bestandteil und ihr Gewicht ist direkt proportional zur Leistung (und damit zur Reichweite) des Fahrzeugs.

Abgesehen davon entwickelt sich die Technologie in diesem Bereich rasch weiter, um die Energiedichte zu erhöhen, damit Autohersteller mit gleich großen Batterien höhere Reichweiten bieten können, und um E-Auto-Batterien mit neuen Materialien leichter und damit energieeffizienter zu machen.