LFP-Akkus in Elektroautos: Was ist dran?

[bjoernmg]

Die Traktionsbatterie ist immer noch das wichtigste Bauteil am Elektroauto. Sie bestimmt, was es wiegt, was es kostet und wie weit es fahren kann. Daher liegt hier ein Hauptaugenmerk der Autohersteller. Der neue Trend sind sogenannte Lithium-Eisenphosphat-Akkus, kurz LFP-Akkus genannt. Tesla verwendet sie seit einigen Monaten in seinen Mittelklassemodellen, Volkswagen will sie künftig vor allem in den Modellen unterhalb des ID.3 einsetzen.

Das Erstaunliche: Der LFP-Akku stellt technisch gesehen im Grunde einen Rückschritt dar. Gegenüber den bisher in Elektroautos üblichen Lithium-Ionen-Akkus wiegen sie mehr und verfügen über eine geringere Energiedichte. Und die Vorteile? „Der ‚Wunderakku‘ ist im Kern einfach günstiger und bietet etwas mehr Sicherheit", sagt Dirk Uwe Sauer von der RWTH Aachen im Gespräch mit mobility.talk.

Mit dem Akku-Experten sprechen wir nicht nur über die Gründe, die der LFP-Technik trotzdem gute Chancen in kommenden E-Auto-Modellen bescheren. Zumindest dort, wo es nicht um die maximale Reichweite geht. Professor Sauer gibt außerdem eine Prognose ab, ob und wann wir die ersten sogenannten Feststoff-Akkus in Elektroautos finden werden und bringt eine Alternative ins Gespräch, die sich in allen Haushalten findet: Kochsalz.

Den kompletten Artikel lest Ihr auf mobility.talk

Traktionsbatterie eines Elektroautos (Bildquelle: Volkswagen)

[Dr. Shiwago]

Der LFP-Akku wiegt nicht unbedingt mehr, er hat nur eine geringere Energiedichte. Chinesische Hersteller verwenden den LFP schon länger. Er ist unempfindlicher bei Beschädigung, muss nicht klimatisiert werden und ist vollladefest. Lithium-Ionen Akkus sollte man in der Regel nur bis 80% laden und nur bei Bedarf auf 100%. Dem LFP schadet auch ständiges Laden auf 100% nicht. Man kann davon ausgehen, dass der LFP länger seine volle Kapazität behält. Das relativiert die geringere Energiedichte etwas. Ich denke bei der Energiedichte sind auch noch Verbesserungen zu erwarten. Ich könnte mir gut vorstellen, dass die Hersteller zukünftig verschiedene Akku-Typen zur Auswahl anbieten werden - maximale Reichweite oder Robust.

[DirkUwe_Sauer]

Geringere Energiedichte bedeutet natürlich höhere Gewicht, wenn es um die gleiche Batteriekapazität bzw. Reichweite geht. Der Zusammenhang ist ganz direkt.
Dass LFP-Batterien dauerladefester sind als die klassischen NMC-Batterien, kann ich nicht bestätigen. Der Grund ist recht einfach: Die hohen Ladezustände führen vornehmlich zu einer Alterung an der Anode (neg. Elektrode). Elektrolyt und Elektrodenmaterial reagieren miteinander. In LFP-Batterien kommt aber das gleiche Anodenmaterial zum Einsatz und auch die Elektrolyte unterscheiden sich kaum entscheidend. Wenn bei einem bestimmten Produkt es so aussieht, als wenn die Batterie dauerladefester sei, dann liegt das wahrscheinlich an einer unterschiedlichen Balancierung der Aktivmassenmenge von positiver und negativer Elektrode. Das geht dann aber wieder noch weiter zu Lasten der Energiedichte. Da aber LFP-Batterien eben sowieso nicht in die Topregionen der Energiedichte vordringen kann, kann es schon sein, dass der eine oder andere Hersteller sagt "dann kommt es darauf auch nicht mehr drauf und wie gehen mit der Energiedichte zugunsten einer besseren Lebensdauer nach unten".

[Twinni]

Fazit: Der LFP Akku ist idiotensicher... Okay, dann brauche ich den nicht. 😉

[jennss]

Ein wichtiger Punkt ist vielleicht auch, dass es nicht so leicht ist, den Ladestand anhand der Spannung am Akku festzustellen, weil die nicht so proportional verläuft wie beim Lithium-Ionen-Akku. Tesla hatte am Anfang beim Model 3 im ersten Winter mit dem LFP-Akku Probleme, dass der immer korrekt lädt und nicht zu früh abbricht. Jetzt wird man im zweiten Winter sehen, ob das Problem bei Kälte mit der Software wirklich gelöst ist.
j.

[ballex]

Ist gelöst. Keine Probleme mehr. Das BMS hatte anfangs schlicht eine fehlerhafte Software drauf, die nicht auf LFP-Zellen angepasst war. Das wurde aber bereits im Februar behoben, auch danach war es noch teils sehr kalt, der Ladestand wurde aber immer akkurat wiedergegeben - bin sehr zufrieden mit dem Fahrzeug.

[OpenSourceFan]

Auf Heise gab es einige Artikel zu LFP-Akkus.

Mein C350e hat auch LFP-Zellen. Wir haben uns hier auf MT auch über die Zellen unterhalten. Bei meinem 4 Jahre alten Auto, das ich jetzt inzwischen über 3 Jahre fahre steht fest, dass er bei schonender Behandlung praktisch keine Alterung hat. Die geringe Kapazität hatte mein Akku von Anfang an. Seit 2 Jahren wird er praktisch täglich geladen und er hat bei der geringen Reichweite nicht weiter nachgelassen. Gleiches Verhalten bei jemand anderem. Der hat das sogar genau gemessen. Geht man über die 10 A bei dem 6,4 kWh-Akku (klassifiziert als 0,5 C, 22 Ah, 88 Zellen) hinaus, altert der Akku, sonst nicht.

Was wurde auf Heise noch geschrieben:
LFP ist sehr robust und sehr sicher. Deshalb kann man die Zellen an Stellen verbauen, die für andere Zellen Tabu wären. Mitten in der Crashstruktur. Tesla nutzt also die Möglichkeiten von LFP nicht komplett aus, weil die LFP-Zellen ähnlich aufwändig geschützt sind, wie bei den teureren Model3. Ein ähnliches Problem, was zuvor die klassischen Autobauer hatten, als sie Verbrennerplattformen für Elektroautos benutzt hatten. Die Konstruktion nutzt die Möglichkeiten nicht aus.

Auch bei Heise wird über die Natrium-Ionen-Zellen berichtet, teilweise auch hinter einer Paywall (jedoch kann ich die Artikel lesen):
https://www.heise.de/.../...der-Suche-nach-der-Welt-Zelle-6176430.html
Und es wird ein positive Prognose beim Stand der europäischen Forschung gezogen:
https://www.heise.de/.../...sprung-der-Chinesen-eingeholt-6204424.html
Edit:
Ich füge mal noch den Link hinzu, was z.B. in Göteborg gerade erforscht wird - Batterie auf LFP-Basis als Karosserieteil:
https://www.heise.de/.../...karosserie-dient-als-Batterie-6016904.html