Lithium-Ionen-Zellen bilden die grundlegende Technologie für die Elektrifizierung im Automobilsektor. Der Markt für Akkumaterialien ist breit aufgestellt und wächst schnell. Die Analysten von IDTechEx haben Materialtrends sowie die Nachfrage durch die Kommerzialisierung neuer Zelltechnologien untersucht. Sie prognostizieren, dass der Markt für Zellmaterialien bis 2036 ein Volumen von 154 Milliarden US-Dollar erreichen wird.
Im Bereich der Batteriezellen existiert eine Vielzahl chemischer Zusammensetzungen mit unterschiedlichen elektrochemischen Eigenschaften. NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid) wird häufig in Europa und Nordamerika eingesetzt und bietet eine hohe Energiedichte für Premiumfahrzeuge. LFP (Lithium-Eisenphosphat) ist dagegen in China weit verbreitet und wird aufgrund geringerer Kosten vor allem im Massenmarkt genutzt. LMFP (Lithium-Mangan-Eisenphosphat) positioniert sich zwischen diesen beiden Ansätzen und soll in den kommenden Jahren eingesetzt werden.
Die unterschiedlichen Zellchemien bedingen jeweils spezifische Materialanforderungen. Dazu zählen Kathodenmaterialien wie Nickel, Mangan, Kobalt, Eisen und Phosphat sowie Anodenmaterialien wie Graphit und Silizium. Der IDTechEx-Bericht „Materials for Electric Vehicle Battery Cells and Packs 2026–2036: Technologies, Markets, Forecasts“ analysiert diese Grundlagen und deren Marktentwicklung.
Der Begriff Lithium-Ionen-Zellen umfasst verschiedene Chemien, darunter auch LCO (Lithium-Kobalt-Oxid) für Unterhaltungselektronik und LTO (Lithium-Titanat) für Hochleistungsanwendungen. Im Elektrofahrzeugbereich dominieren jedoch nickelbasierte Chemien wie NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid) und NCA (Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Oxid) sowie LFP (Lithium-Eisenphosphat). LFP gewinnt zunehmend Marktanteile in Nordamerika und Europa, während es in China bereits dominiert. Als Grund ist vor allem der niedrigere Preis pro Kilowattstunde (kWh). Die Energiedichte von LFP-Batterien ist zwar eher gering, doch durch eine Optimierung des Batteriepakets und der Fahrzeugkonstruktion lässt sich trotzdem eine angemessene Reichweite erzielen.
Nickelbasierte Zellchemien bieten eine höhere Energiedichte, sind jedoch kostenintensiver und daher für Premiumfahrzeuge geeignet. NMC war bislang dominant in Nordamerika und Europa, verliert jedoch zunehmend Marktanteile an LFP. Gleichzeitig steigt der Nickelanteil in NMC-Zellen, um die Energiedichte weiter zu erhöhen und die Abhängigkeit von Kobalt zu reduzieren. NMC 811 hat sich dabei als Standard etabliert.
Die Preise für zentrale Batteriematerialien wie Lithium, Nickel und Kobalt sind volatil. Gründe sind begrenzte Verfügbarkeit und lange Förderzeiten. Lithiumpreise stiegen 2022/2023 laut der Analyse auf bis zu 80.000 US-Dollar pro Tonne und lagen 2025 bei 13.000 US-Dollar. 2026 sollen sie erneut steigen aufgrund hoher Nachfrage und Minenschließungen in China. Auch Kobaltpreise schwankten stark, unter anderem durch ein Exportverbot aus der Demokratischen Republik Kongo im Jahr 2025.
Auf Basis der Rohstoffpreise schätzt IDTechEx die Materialkosten für Batteriezellen. 2025 lagen diese bei einem Tiefstand von 34 US-Dollar pro kWh für LFP und 39 US-Dollar pro kWh für NMC 811. Der Kostenunterschied zwischen beiden Technologien hat sich verringert, bleibt jedoch bestehen. Diese Berechnungen berücksichtigen keine Verarbeitungs- oder Montagekosten.
Zukünftige Entwicklungen bei Lithium-Ionen-Zellen könnten die Materialnachfrage verändern. Siliziumanoden werden bereits als Zusatz genutzt und könnten künftig Graphit teilweise ersetzen. Festkörperbatterien mit neuen Elektrolyten befinden sich in Entwicklung, stoßen jedoch auf Skalierungsprobleme. Neue Kathodenmaterialien wie LMFP, LMO und LNMO nähern sich der Marktreife und könnten den Einsatz von Kobalt reduzieren.
Weitere Entwicklungen betreffen Lithium-Metall-Anoden und Lithium-Schwefel-Batterien. Diese bieten hohe Energiedichten, bringen jedoch Einschränkungen bei Lebensdauer und Marktanteil mit sich. Insgesamt wird erwartet, dass die Materialnachfrage für Elektrofahrzeugakkus bis 2036 über 17,9 Millionen Tonnen steigen wird.
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