Einer der innovativsten Hersteller von Antriebsakkus weltweit ist der chinesische Hersteller Contemporary Amperes Technology Co. Limited (CATL). Doch nicht nur die Herstellung der Akkus steht im Fokus, sondern auch strategische Lösungen für den Einsatz der Akkus. Im April eröffnete CATL den ersten EVOGO-Batteriewechseldienst in Xiamen in der südostchinesischen Provinz Fujian. Gespannt darf man darauf sein, ob das Wechseln der Akkus besser angenommen wird als die Ladestationen.
Mit der Ausstattung mit Akkus der Basisversion des Tesla Model 3 gibt es bereits einen globalen Auftrag für CATL. Das besondere Merkmal der aktuellen Akkus, die seit Ende 2021 eingesetzt werden, ist die Zusammensetzung des Kathodenmaterials. CATL liefert Lithium-Eisenphosphat-Zellen für den Hersteller. Zu erkennen sind sie an der Kurzbezeichnung LFP, wobei der Buchstabe F für Ferrum (Eisen) steht.
Die Vorteile der LFP-Zellen liegt eindeutig im Preis-Leistungs-Verhältnis bei der Produktion gegenüber Akkus mit NCA-Chemie (Nickel, Kobalt, Aluminium) oder NCM-Chemie (Nickel, Kobalt, Mangan). Weitere Pluspunkte sammeln diese Zellen bei den Themen langfristige Haltbarkeit und Reduzierung des Brandrisikos. Mit dem Einstieg von Tesla beim Model 3 ist die Wahrscheinlichkeit für den Einsatz bei weiteren Herstellern im Massenmarkt vorprogrammiert. Dabei muss auch ein Nachteil des Akkus in Betracht gezogen werden. In europäischen Gefilden können die Akkus bei Minusgraden kaum geladen werden. Daher ist ein Temperaturmanagement des Akkus erforderlich, um diesen Malus auszugleichen. Die ersten Energiezuflüsse vom Ladestrom werden zunächst genutzt, um den Akku aufzuwärmen. Anschließend erfolgt der eigentliche Ladevorgang. Beim Tesla Model 3 funktioniert das Prinzip schon.
Die Preisvorteile überwiegen
Die starken Preissteigerungen bei den Metallpreisen kann bei den traditionellen NMC-Zellen langfristig nicht mehr durch die fortlaufenden Effizienzsteigerungen bei der Produktion ausgeglichen werden. Auch Volkswagen wird voraussichtlich in den ab 2025 produzierten Einstiegsmodellen ID.1 und ID.2 die kostengünstigen LFP-Zellen einsetzen. Ebenso geplant ist der Einsatz in den neuen EQA- und EQB-Modellen von Mercedes, die ab 2024 produziert werden sollen.
Vorteile:
- Keine Verwendung von Kobalt oder Nickel.
- Günstiger in der Produktion als NCA/NMC Akkus
- Lade- und Entladezyklen höher als bei NMC/NCA Akkus
- LFP-Zellen haben ein geringeres Brand- und Explosionsrisiko bei einem Unfall
- LFP Akkus können auf 100 % geladen werden
( Bei Li-Ionen Akkus liegt die Empfehlung bei 80%)
Nachteile:
- Mehr Raumbedarf und höheres Gewicht als NCA/NMC Akkus
- Niedrige Energiedichte im Vergleich (LFP=130-160 Wh/kg , NMC=230-250 Wh/kg , NCA=322 Wh/kg)
- Bei kalter Witterung liegen die Vorteile bei den NMC-Akkus. LFP Akkus können aufgewärmt werden, bei Elektroautos steigt dann auch der Energieverbrauch
- Für den Einsatz in Performance Modellen sind die Akkus ungeeignet
| Hersteller | Modelle mit LFP Akkus 2023 |
| BYD Tesla MG | Han / Atto 3 / Tang Model 3 / Model Y Hinterradantrieb ZS EV Standard / MG 4 Standard / MG5 Electric Standard |
Ein innovatives Thema ist der Einsatz von 800 Volt Hochspannung für diese Akkus. Die Steigerung der Ladeleistung bedeutet deutlich geringere Ladezeiten und entsprechend mehr Akzeptanz bei den Kunden. Dafür muss eine hochwertige Leistungselektronik eingesetzt werden, aber auch diese Komponenten werden langfristig Einzug halten in den Massenmarkt. Im Augenblick gibt es einen starken Wettbewerb der globalen Hersteller zur Erhöhung der Energiedichte der LFP-Akkus. Damit werden auch noch einmal die Preisvorteile in den nächsten Jahren steigen.
CATL ist bereits in Deutschland mit dem Aufbau einer Produktionsstätte in Thüringen gestartet und hat die Produktion im Januar 2023 gestartet. Gestartet wurde die Serienproduktion von Lithium-Ionen-Zellen. Laut einer Mitteilung vom Konzern ist die Installation und Inbetriebnahme der Linien in vollem Gange, um die Produktion weiter hochzufahren.
Die erste Charge lief von der neu installierten Produktionslinie in Thüringen bereits vom Band. Die Installation und Inbetriebnahme der übrigen Linien sei in vollem Gange, um die Produktion weiter hochzufahren, heißt es in einer offiziellen Mitteilung des Konzerns vom 21.12.2022. Die Kapazität für den Bau von Batterien für Elektroautos liegt bei jährlichen 8 Gigawattstunden (Gwh) und soll laut CATL auf 14 hochgefahren werden.
Fazit
Die LFP-Akkus werden sich in den nächsten Jahren etablieren im Massenmarkt. Die Vorteile liegen in der guten Haltbarkeit der Zellen, einer kostengünstigen Produktion und einem breiten Einsatzspektrum im Massenmarkt der Elektromobilität. Die chinesischen Produzenten legen ein enormes Entwicklungstempo vor, das auf ein großes Interesse in der weltweiten Automobilindustrie stößt.
Addendum
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