Der Markt für Akkus in humanoiden Robotern könnte laut IDTechEx im Jahr 2037 eine Nachfrage von 10,5 GWh erreichen. Das Analysehaus sieht Lithium-Ionen-Akkus mit NMC-Kathoden derzeit als dominierende Technologie und untersucht zwei Alternativen für kommende Generationen.
In seinem Bericht „Batteries for Humanoid Robots 2027-2037: Technologies, Players, and Forecasts“ analysiert IDTechEx, welche Technologien die kommerzielle Entwicklung humanoider Roboter begleiten könnten. Da diese Roboter unterschiedliche Aufgaben in Umgebungen erledigen sollen, die für Menschen gestaltet sind, stellen sie besondere Anforderungen an ihre Akkus: Diese müssen genügend Energie liefern, schnelles Laden ermöglichen und ihre Leistung über viele Ladezyklen hinweg halten.
NMC-Lithium-Ionen-Akkus dominieren heutige Anwendungen
Laut IDTechEx sind Lithium-Ionen-Akkus mit NMC-Kathoden aus Nickel, Mangan und Kobalt derzeit die am weitesten verbreitete Technologie in humanoiden Robotern.
Ihr wichtigster Vorteil liegt in der ausgewogenen Kombination aus Energiedichte, Schnellladefähigkeit, Zyklenlebensdauer und industrieller Reife. Da sie bereits in vielen anderen Anwendungen zum Einsatz kommen, sind sie zudem gut verfügbar, um das Marktwachstum zu begleiten.
IDTechEx unterscheidet mehrere NMC-Kathodenzusammensetzungen nach ihrem Nickelanteil: mittel, hoch und sehr hoch. Ein höherer Nickelanteil kann die Energiedichte steigern und zugleich die Abhängigkeit von Kobalt verringern, einem teuren Rohstoff mit Engpässen in der Versorgung.
LFP-Akkus mit Kathoden aus Lithium-Eisenphosphat bieten nach Einschätzung von IDTechEx eine zu geringe Energiedichte, um den allgemeinen Anforderungen humanoider Roboter gerecht zu werden.
Festkörperakkus zielen auf 400 bis über 500 Wh/kg
Unter den Technologien für kommende Generationen räumt IDTechEx Festkörperakkus einen wichtigen Platz ein. Ihre Entwicklung profitiert insbesondere von hohen Investitionen der Automobilindustrie.
Anders als herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen ersetzen sie den flüssigen Elektrolyten durch ein festes Material. Durch diesen Aufbau entfällt zudem der Separator, der in klassischen Zellen verwendet wird.
Laut IDTechEx liegt die angestrebte Energiedichte dieser Technologie bei rund 400 bis über 500 Wh/kg. Der Wert gibt an, wie viel Energie pro Kilogramm Akku gespeichert wird. Dieses Potenzial beruht vor allem auf einer Anode aus metallischem Lithium in Verbindung mit Hochvolt-Kathoden hoher Energiedichte, darunter NMC.
Mit einer höheren Energiedichte könnten humanoide Roboter bei gleichem Akkugewicht mehr Energie mitführen. Das ist ein wichtiger Faktor für Aufgaben, die eine hohe Leistung erfordern.
Der Verzicht auf den brennbaren flüssigen Elektrolyten ist zudem ein möglicher Sicherheitsvorteil. IDTechEx betont, wie wichtig dieses Kriterium für Maschinen ist, die in der Nähe von Menschen arbeiten sollen, insbesondere wenn eine Zelle ausfällt.
Auch Lithium-Schwefel-Akkus werden untersucht
Neben den verschiedenen NMC-Zusammensetzungen und Festkörperakkus nennt IDTechEx Lithium-Schwefel-Akkus als weitere Technologie, die künftige humanoide Roboter antreiben könnte.
Das Analysehaus vergleicht diese Zellchemien anhand ihrer Energieleistung und ihrer technologischen Reife. Diese Unterscheidung ist für den Markt wichtig: Für NMC-Lösungen existiert bereits eine ausgebaute Lieferkette, während die neuen Technologien für künftige Anwendungen geprüft werden.
Weltweite Akkunachfrage von 10,5 GWh im Jahr 2037 erwartet
IDTechEx erwartet, dass die Nachfrage nach Akkus für humanoide Roboter im Jahr 2037 10,5 GWh erreicht. Dieser Wert ist eine Prognose der kumulierten Nachfrage nach Akkukapazität und kein Maß für den Stromverbrauch der Roboter im Betrieb.
Die Prognose stammt aus der Studie für den Zeitraum 2027 bis 2037, die sich mit Technologien, Industrieakteuren und den Marktaussichten für Akkus in humanoiden Robotern befasst.
Für Akkuhersteller hängt die Entwicklung dieses Marktes vor allem davon ab, ob sie Zellen anbieten können, die hohe Energiedichte, schnelles Laden und eine gute Lebensdauer vereinen. IDTechEx hält NMC-Akkus für eine geeignete Lösung für das derzeitige Wachstum der Branche, während Festkörper- und Lithium-Schwefel-Akkus zu den technologischen Optionen zählen, die für die nächsten Generationen untersucht werden.