Was sind die Unterschiede zwischen NMC- und LFP-Batterien?

Um über Reichweite zu sprechen, muss man zunächst die Technologien verstehen. Ein kleiner Überblick über sogenannte Lithium-Batterien.

Die Automobilindustrie hat sich schnell dafür entschieden, sich auf Lithium-Ionen-Batterien zu konzentrieren, deren Herstellung und Funktion perfekt beherrscht werden. Kürzlich sind die Begriffe NMC und LFP aufgetaucht, und diese beiden Batterietypen konkurrieren um die Vormachtstellung. Aber welche Vor- und Nachteile haben sie?

Vor allem sind LFP und NMC nicht wirklich unterschiedliche technische Lösungen, sondern zwei Untertypen der Lithium-Ionen-Batterien. LFP verwenden Lithiumphosphat, Eisen und Phosphor als Kathodenmaterial, während NMC Nickel, Mangan und Kobalt verwenden.

Die meisten Elektrofahrzeuge haben lange Zeit NMC-Batterien verwendet, aber diese werden zunehmend kritisiert. Erstens werden Nickel und Kobalt hauptsächlich in Russland und im Kongo abgebaut. Die Sanktionen gegen Russland und die fragwürdigen Arbeitspraktiken im Kongo veranlassen die Industrie, nach Alternativen zu suchen. Zweitens sind NMC-Batterien anfällig für thermisches Durchgehen, was zu heftigen Bränden führen kann. Schließlich haben NMC-Batterien eine Lebensdauer von etwa 1000 Zyklen und müssen daher etwa alle zehn Jahre ersetzt werden, was etwa der Hälfte der theoretischen Lebensdauer eines Elektrofahrzeugs entspricht.

LFP-Batterien weisen bei gleicher Leistung ein höheres Gewicht auf. Dieser Nachteil hatte sie bislang auf Einstiegsmodelle von Elektrofahrzeugen beschränkt, da ihre Produktionskosten insgesamt geringer sind dank der größeren Verfügbarkeit der Rohstoffe weltweit. Außerdem sind LFP bekannt dafür, bei sehr niedrigen Temperaturen schlechte Ladeleistungen zu haben. Die Verbreitung von Wärmepumpen hat dieses Problem vollständig beseitigt.

Der Umschwung zur LFP-Batterietechnologie hat daher stattgefunden

Vor allem sei daran erinnert, dass LFP-Batterien eine längere Lebensdauer haben als NMC. Sie bieten fast fünfmal mehr Ladezyklen als NMC und eine höhere Rundreiseeffizienz. LFP altern auch weniger stark als NMC bei höheren Temperaturen sowie bei schnelleren Lade- und Entladeraten. Das bedeutet, dass LFP besser für leistungsstarkes Fahren und… schnelles Laden geeignet sind! Und genau dieser Punkt macht sie so interessant!

Schnellere Ladezeiten verringern den Nutzen einer Batterie mit sehr großer Reichweite. Kein vernünftiger Fahrer würde 1.000 km ohne Pause fahren, und wenn es möglich wird, in nur wenigen Minuten 300 km Reichweite zurückzugewinnen, sagen wir während einer vorgeschriebenen Toilettenpause, kann man sehr große Strecken zurücklegen, ohne Stunden damit zu verbringen, sein Auto aufzuladen. Weniger Reichweite, aber kleinere und folglich leichtere Batterien. Außerdem weiß man nun, wie man das Batteriepaket als strukturelement des Fahrgestells nutzen kann, womit ein separater Behälter überflüssig wird. Noch mehr Gewichtsersparnis.

Heute kann man also ein Fahrzeug mit mehr als ausreichender Reichweite entwickeln, das LFP-Batterien mit Schnellladefunktion verwendet, ohne das Fahrzeug übermäßig zu beschweren.

NMC dürfte weiterhin der Standard bei Luxusfahrzeugen bleiben, bei denen die Reichweite ein wichtiges Verkaufsargument ist. Währenddessen reduzieren die Hersteller von Elektrofahrzeugen weiterhin das Fahrzeuggewicht und verbessern die Effizienz sowie die Energiedichte der LFP, die in unteren Segmenten zunehmend verbreitet sein wird.