Die Reichweite von Elektroautos mit robusten und kostengünstigen Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) ist bei tiefen Temperaturen oft stark eingeschränkt, da diese Akku-Technologie besonders kälteempfindlich ist. In Großbritannien gibt es jedoch neue Entwicklungen, die für die Elektromobilität und militärische Anwendungen von Bedeutung sein könnten.
Das Unternehmen Integrals Power hat laut dem Portal Edison eine neue Generation von LMFP-Zellen (Lithium-Mangan-Eisenphosphat) vorgestellt, die die Schwäche der LFP-Akkus bei niedrigen Temperaturen beheben soll. „Ohne diese Leistungsfähigkeit bieten Elektroautos im Winter nur eine begrenzte Reichweite“, heißt es in einer Auswertung der Testergebnisse.
Die Validierung fand durch externe Partner statt. Besonders hervorzuheben ist ein Kältetest der Cranfield University, bei dem die Pouch-Zellen des Unternehmens extremen Temperaturen ausgesetzt wurden. Auch bei minus 25 Grad Celsius behielt der Akku 85 Prozent seiner Kapazität. Bei minus 30 Grad waren es immer noch 68 Prozent. Zum Vergleich: Herkömmliche LFP-Zellen verlieren bei solchen Temperaturen oft die Hälfte ihrer Leistung, und auch andere LMFP-Zellen lagen bisher bei etwa 40 Prozent.
Neben der Kältetauglichkeit wurde die Langlebigkeit des Akkus geprüft. Das britische Rüstungs- und Forschungsunternehmen QinetiQ führte Zyklen-Tests durch, bei denen die Zellen nach 1500 Lade- und Entladezyklen immer noch fast 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität aufwiesen. Dies ist besonders für die Automobilindustrie relevant, da die Haltbarkeit von Akkus die Grundlage für Garantiekosten und Restwerte bildet. Ein langlebiger Energiespeicher trägt dazu bei, die Gesamtkosten über die Lebensdauer eines Fahrzeugs zu senken und das Vertrauen in die Elektromobilität zu stärken.
Das LMFP-Akkusystem basiert auf der bewährten LFP-Technologie, die sich durch Sicherheit und niedrige Kosten auszeichnet. Die Energiedichte des Akkus wird jedoch durch einen hohen Mangan-Anteil von 80 Prozent in der Kathode erhöht, was die Spannung der Zelle steigert, ohne die Sicherheitsvorteile des Eisenphosphats zu schmälern. Integrals Power positioniert seine Entwicklung Edison zufolge als „Goldlöckchen-Lösung“: Sie biete mehr Energie als LFP, sei aber sicherer, ungiftiger und günstiger als NMC und komme ohne kritische Mineralien wie Cobalt aus.
Ein weiterer Vorteil für europäische Autohersteller und Verteidigungsministerien könnte die Lieferkette sein. Integrals Power produziert die LMFP-Zellen in Großbritannien, die Rohstoffe stammen aus Europa und Nordamerika. Damit könnte der Akku nicht nur aus technischer Sicht überzeugen, sondern auch geopolitische Vorteile bieten.
Jeff Healey meint
1.500 Vollzyklen bei diesem LMFP Akku, das reicht nicht. Wenn man sich im Vergleich LFP anschaut (5000-6000 Vollzyklen), oder die CATL Naxtra mit über 10.000 Vollzyklen, dann ist dieser britische Akku eigentlich schon abgehängt, bevor überhaupt seine Produktion begonnen hat.
Speziell die CATL Naxtra hat die gleichen Vorteile wie LMFP (Kälte-unempfindlich, annähernd gleiche Energiedichte), steht aber schon voll in Produktion. Der größte Vorteil der Naxtra ist jedoch der deutlich günstigere Preis durch den Haupt-Rohstoff Natrium: Mittelfristig 30-40% günstiger als alles andere.
LMFP aus Europa? Glaub ich nicht dran.
EVrules meint
Was sollen denn diese illusorischen Zyklenfestigkeiten bringen, wenn die Nutzbarkeit dafür eingeschränkt ist?
Selbst bei einem ca. 60kWh Akku für runde 500km Reichweite, entsprechen 1.500 VOLLZYKLEN(!) 750.000km, BEI 80% SOH.
Wir sollten mir den Spinnereien aufhören, exorbitante Lebensdauern für Akkuzellen zu fordern, die kein software-zentriertes Auto im Leben mitmachen wird.
Es wird in Zukunft wirtschaftlicher sein, alte Zellen zu schreddern, um mit den Materialien neue, effizientere Zellen herzustellen – das ebenso oft gesponnene Second-Life ist für Randfälle nett, aber bietet keine Adaption für großmaßstäbliche Dimensionen.
ChriBri meint
sehe ich auch so. Selbst wenn ich mit 300 km pro Zyklus rechne, bin ich bei Werten, bei denen bei den meisten Verbrennern der 2. Motor und was auch immer ausgetauscht ist. Wir sollten uns tatsächlich von theoretischen Rechenwerten verabschieden. Die geographische Unabhängigkeit aufgrund des Materialmixes ist wesentlich und wenn es die superduper CATL Mischung gibt, ist das ja auch gut, aber bitte nicht in Monopolstellung.
M. meint
Bei einem 60 kWh-Akku sehe ich keine reale (!) Reichweite von 500 km. Das mag im Sommer in der Stadt hinkommen, aber nicht im Mix mit Autobahn, und im Mix mit Winter auch nicht. Wenn wir über 15 kWh sprechen, kommen wir der Wahrheit bestimmt näher.
Dann muss man halt auch die Degradation in die Reichweite einbeziehen – die kommt nicht einfach am Schluss, sondern passiert die ganze Zeit. Wenn man zur Vereinfachung sagt, die wäre (ist sie nicht) linear, wäre die „mittlere Kapazität“ über die 1500 Zyklen 90% des Neuzustandes. Dein Beispiel sähe da so aus:
60 * 0,9 * 1500 / 0,15 = 540.000 km.
Das scheint mir aber für die meisten Fälle immer noch auszureichen, und von den früher aus dem Leben geschiedenen Fahrzeugen (Unfälle, Rost vor Batterietod) gibt es für die wenigen, die mehr brauchen, dann auch ausreichend gebrauchte Ersatzbatterien. Das ist tatsächlich die bessere Verwendung als Schreddern.
Die Batterien, die man nicht mehr braucht, kann man natürlich anders verwerten.
Jeff Healey meint
Hallo,
es gibt ja noch andere Anwendungen als die im Automobilbau. Dort gibt es durchaus einen Fokus auf Zyklenfestigkeit.
M. meint
Das stimmt natürlich auch. Im industriellen Bereich (oder nur bei der Hausbatterie) gibt es sowas wie „zu lange Lebensdauer“ gar nicht. Da würde man auch 100.000 Zyklen nehmen, und die einfach „vergessen“.
EVrules meint
Und jetzt gleichen wir thermische Einflüsse bei Industrieanwendungen mit denen im PKW einmal ab.
M. meint
Mach das doch mal. Ich weiß noch nicht, warum.
Hat doch niemand behauptet, dass das Batterieleben im Auto so bequem wäre wie in einer temperierten, vibrationsarmen Fabrikhalle, mit viel geringeren C-Raten noch obendrauf.
Es ging ja nur darum, dass mehr Zyklen besser sind, und zu viel Zyklenfestigkeit (spätestens dort) gar nicht möglich ist.
Und wenn die Batterie das Autoleben mit ausreichend SoH überstanden hat, ist es besser, die weiterhin zu benutzen, wenn es einen sinnvollen Einsatz gibt – als sie zu verschrotten. Sie ist gebaut, sie kann noch was, also wird man sie verwenden.
Wenn nicht, dann nicht.
Thorsten 0711 meint
@ecomento
„Die Validierung fand durch externe Partner statt validiert.“
Da ist ein „validiert“ zuviel 8m Satz.
Redaktion meint
Danke für den Hinweise – korrigiert!
VG | ecomento.de
ap500 meint
Ich nutze seit 2009 die LiFePo4 Akkus und liebe die Langlebigkeit von 5000 Zyklen.
Es geht ja vorwiegend beim PKW um die Kalendarischen Alterung denn kaum jemand fährt 300.000km in 4 Jahren sondern meist in 20 Jahren.
Die 1500 Zyklen deuten für mich auf einen deutlich ausgeprägtere Kalendarische Alterung hin.
Ich denke das z.B. Samsung mit seinen vorgestellten Feststoffakkus und 20 Jahren Garantie besser sind.
Wir werden sehen.
ID.4 statt Golf meint
Die Zyklenfestigkeit über die Kalenderjahre ist leider ein großes Problem. Zwar nicht für den Erstkäufer(Leasing) und die Leasingbank, aber für den „Endkäufer“ der dann als Zweiter Besitzer sich dazu entscheidet die Investition für 10-15 Jahre zu tätigen. Mal schauen wie der ID.4 bei mir halten wird und was er in 10 Jahren dann noch „Wert“ ist. Bei LMFP errinere ich mich an ein relativ aktuelles Video von Tom Bötticher wo er die Vor- und Nachteile benennt. Da gab es durchaus Probleme durch den Mangan Anteil der sich auflöst und der positive Effekt für die Ernergiekapazität ging schnell zurück. Hier heißt es nun einiges wurde verbessert und es funktioniert bei kalten Temperaturen. Ich denke kein Durchbruch – aber vielleicht eine kleine Verbesserung. Ob dies aber in zukunft ebenfalls aus China kommt(ist dort ja auch erforscht)? Oder baut man in England dann Fahrzeuge nur für die nördlichen Nachbarn?