Diese Batterien arbeiten bereits seit 14 Jahren ununterbrochen und haben noch mindestens weitere 10 Jahre Lebensdauer vor sich.

CATL wollte eine dieser Behauptungen überprüfen, die wir in der Branche immer häufiger hören: Moderne Batterien können viel länger halten, als wir denken. Um dies zu überprüfen, hat das Unternehmen einige der Zellen wiederbeschafft, die seit über einem Jahrzehnt in einer der wichtigsten Energiespeichereinrichtungen Chinas im Einsatz sind.

Es handelt sich nicht um einen Test unter Laborbedingungen von Anfang an, sondern um Batterien, die jahrelang einer echten Nutzung ausgesetzt waren und kontinuierlich aufgeladen und entladen wurden. Genau deshalb sind die Ergebnisse für eine Branche von besonderem Interesse, die nach Batterien sucht, die eine immer längere Lebensdauer bieten können.

CATL hat mehr als 50 originale LFP-Prismenzellen aus dem Zhangbei-Projekt analysiert, das als erstes großes Energiespeichersystem auf Lithiumbatterien gilt. Nach fast 14 Jahren Betrieb musste keine der Zellen ausgetauscht werden.

14 Jahre im Einsatz – und noch viel Lebensdauer vor sich

Das Zhangbei-Projekt ging 2011 mit einem Energiespeichersystem von 63 MWh in Betrieb, das dazu diente, Elektrizität zu speichern und sie anschließend ins Netz einzuspeisen. Die Anlage stellte sogar während der Olympischen Winterspiele 2022 in Peking Energie aus erneuerbaren Quellen bereit und blieb bis Juni 2025 in Betrieb.

Während dieser ganzen Zeit waren die Batterien ständig verschiedenen Lade- und Entladezyklen ausgesetzt. Es handelte sich daher nicht um eine Batterie, die jahrelang gelagert worden war, sondern um ein System, das praktisch von dem ersten Tag an in Betrieb war. Als die Anlage schließlich abgebaut wurde, holte CATL mehr als 50 der ursprünglichen LFP-Zellen zurück, um zu überprüfen, in welchem Zustand sie sich befanden.

Die Ergebnisse waren besonders bemerkenswert. Nach fast 14 Jahren behielten die Zellen noch etwa 85 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität bei. Diese Zahl lässt vermuten, dass sie noch viele Jahre lang weiterhin genutzt werden können, wenn auch in Anwendungen mit geringereren Anforderungen als ursprünglich.

Die ersten Analysen hatten bereits Hinweise auf ihre Langlebigkeit geliefert. Im Jahr 2020, neun Jahre nach ihrem Inbetriebnahme, nahm CATL einige Proben aus dem Zhangbei-System und stellte fest, dass sie noch etwa 6.000 zusätzliche Zyklen aushalten konnten. Dieser Test war eine Zwischenanalyse, da die Zellen noch mehrere Jahre lang weiterhin in Betrieb blieben.

Sobald der Betrieb des Projekts im Jahr 2025 beendet war, führten die Ingenieure von CATL eine weitaus umfassendere Analyse durch. Neben der Messung der verbleibenden Kapazität untersuchten sie den inneren Zustand der Zellen, um festzustellen, ob die Zeit Spätschäden an deren Komponenten verursacht hatte.

Dabei kam ein weiterer interessanter Befund zutage: Die inneren Elektroden wiesen weiterhin eine intakte Struktur auf, wobei Anoden und Kathoden ordnungsgemäß ausgerichtet waren, und auch der Lithium-Interkalationsprozess befand sich in gutem Zustand. Die Analysen ergaben außerdem keine erkennbaren Schäden am Graphit, die deren Funktion beeinträchtigen könnten.

CATL schätzt, dass diese Zellen, mit etwa 85 % ihrer ursprünglichen Kapazität, noch weitere 10 Jahre in Systemen mit geringeren Anforderungen eingesetzt werden können, wobei sie noch rund 1.000 zusätzliche Lade- und Entladezyklen durchstehen können.

Diese Zahl ist umso bedeutsamer, wenn man bedenkt, dass es sich um eine vor mehr als einem Jahrzehnt entwickelte Technologie handelt. Die heutigen LFP-Batterien haben seither erheblich an Leistungsfähigkeit gewonnen – sowohl in Bezug auf die Energiedichte als auch bei den Systemen zur Steuerung, Herstellung und Wärmekontrolle. Daher helfen solche Ergebnisse auch dabei zu verstehen, wie lang die Lebensdauer einer Batterie unter geeigneten Bedingungen sein kann.

Die Chemie von LFP weist zudem einige Eigenschaften auf, die dazu beitragen, diese Ergebnisse zu erklären. Im Vergleich zu NMC-Batterien bieten LFP eine geringere Energiedichte, weisen aber eine gute Widerstandsfähigkeit gegen wiederholte Lade- und Entladezyklen sowie eine hohe Stabilität auf. Zudem sind ihre Herstellungskosten geringer, was einer der Gründe ist, warum diese Chemie in Elektrofahrzeugen immer weiter verbreitet wird.

Dies ist besonders wichtig, da LFP-Batterien nicht mehr nur auf den chinesischen Markt beschränkt sind. Sie kommen zunehmend in mehr Modellen vor, die in Europa und Nordamerika verkauft werden, einschließlich Angeboten von Herstellern, die traditionell stärker auf NMC-Batterien setzten.

Das Ergebnis der CATL-Tests bedeutet nicht, dass jede Batterie automatisch 24 Jahre lang hält oder dass alle Zellen nach 14 Jahren noch 85 % ihrer Kapazität beibehalten. Die Alterung hängt von Faktoren wie Temperatur, Tiefe der Lade- und Entladezyklen, Lade- und Entladeleistung sowie der Batteriemanagement-Strategie ab.

Aber es liefert eine interessante Schlussfolgerung: Eine Batterie kann lange Zeit nachdem sie für ihre ursprüngliche Anwendung nicht mehr geeignet ist, weiterhin einwandfrei funktionieren. In einem Energiespeichersystem eröffnet dies zudem die Möglichkeit, Zellen wiederverzuenden, die zwar nicht mehr die erforderlichen Leistungen für eine Großanlage bieten, aber noch einen erheblichen Teil ihrer Kapazität besitzen.

In dem Fall eines Elektrofahrzeugs kann dieser Aspekt langfristig noch wichtiger sein. Eine Batterie, die nicht mehr ausreicht, um die ursprüngliche Reichweite oder Leistung des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten, kann dennoch ausreichende Kapazität für andere Anwendungen bereitstellen – von stationärem Speichern bis hin zu Systemen mit geringerer Anforderung.

Die Entwicklung der Batterien ermöglicht somit nicht nur eine Erhöhung der Reichweite von Elektrofahrzeugen oder eine Verkürzung ihrer Ladezeiten. Sie verlängert auch die Lebensdauer, die bei weitem über der des Fahrzeugs liegen kann, in dem sie installiert sind.

Und der Fall Zhangbei hat einen zusätzlichen Vorteil: Es handelt sich nicht um eine Schätzung, die auf einer beschleunigten Simulation beruht, sondern um Zellen, die seit 2011 echte Belastungen aushalten mussten und bei ihrer Entfernung im Jahr 2025 noch einen sehr großen Teil ihrer Kapazität beibehielten.