Eine Million Kilometer? Was steckt hinter der langen Lebensdauer von LFP-Akkus?

Der Kauf eines günstigeren Elektroautos bedeutet nicht unbedingt, dass man eine weniger langlebige Batterie erhält. Tatsächlich kann das Gegenteil der Fall sein. Lithium-Eisenphosphat-Batterien, LFP, verbinden einen niedrigen Herstellungskosten mit hoher Belastbarkeit – ein Vorteil, der dazu beiträgt, diese Technologie weiter zu verbreiten.

Ihr größter Nachteil ist die Energiedichte: Im Allgemeinen speichern sie pro Kilogramm weniger Energie als Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien, NMC. Doch für diejenigen, die ein erschwingliches Auto suchen und es viele Jahre lang nutzen möchten, kann der Verzicht auf etwas Reichweite eine interessante Entschädigung darstellen.

Sie gehören beide zur Familie der Lithium-Ionen-Batterien. Der Unterschied liegt in den für ihre Kathoden verwendeten Materialien, die sich auf Preis, Gewicht, thermische Stabilität und Alterungsbeständigkeit auswirken. Es handelt sich außerdem nicht um die einzigen verfügbaren Chemien, doch sie zählen zu den beiden wichtigsten im Bereich der Elektroautos.

Die LFP-Akkus verzichten auf Nickel und Kobalt im Kathodenmaterial und verwenden stattdessen Eisen sowie Phosphat. Dadurch können Kosten gesenkt werden, was ihren Reiz für Hersteller erklärt, die günstigere Elektrofahrzeuge anbieten möchten. Die US-amerikanische Straßenverkehrsbehörde NHTSA hebt insbesondere die Kombination aus günstigeren Materialien und längerer Lebensdauer in den Ladezyklen hervor.

Trotzdem sind LFP-Akkus nicht ausschließlich für billige Autos bestimmt. BYD ist einer ihrer wichtigsten Befürworter und setzt diese Chemie in seiner Blade Battery-Technologie ein. Seine Lösung zeigt, dass sie auch für Fahrzeuge mit höherer Leistung und größerem Format geeignet sein kann, sofern das Gesamtdesign ihre Einschränkungen hinsichtlich der Energiedichte ausgleicht.

NMC-Batterien haben wichtige Vorteile. Ihre höhere Dichte ermöglicht es, viel Energie zu speichern, ohne das Gewicht oder Volumen stark zu erhöhen – was besonders wertvoll ist, wenn eine hohe Autonomie angestrebt wird. Die Wahl zwischen verschiedenen Chemiekombinationen bedeutet, diese Eigenschaften abzuwägen, anstatt eine automatische Einteilung in gute und schlechte Batterien vorzunehmen.

Mehr Ladezyklen – doch keine automatische Garantie für eine Million Kilometer

Einer der großen Vorteile von LFP-Zellen ist ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Lade- und Entladezyklen. Die Tests der Sandia National Laboratories zeigen eine vorteilhafte Tendenz dieser Chemie im Vergleich zu NMC- und NCA-Zellen, wobei die Ergebnisse von den Betriebsbedingungen abhängen.

Deshalb sollte man vorsichtig mit den Angaben umgehen, die jeder Technologie eine feste Lebensdauer zuweisen. Nicht alle LFP-Zellen halten genauso lange, und auch nicht alle NMC-Zellen altern im gleichen Tempo. Beeinflussend sind die konkrete Zusammensetzung der Zellen, die Temperatur, die Entlade Tiefe sowie die Ladeintensität.

BYD gibt beispielsweise für seine Blade Battery mehr als 5.000 Lade- und Entladezyklen an. Es handelt sich dabei um eine Angabe des Herstellers, keine Garantie dafür, dass jedes damit ausgestattete Auto eine bestimmte Strecke zurücklegen kann, ohne an Kapazität zu verlieren.

Zusätzlich bedeutet ein vollständiger Äquivalentzyklus nicht, dass das Auto nur einmal mit dem Ladegerät verbunden werden muss. Zwei Mal 50 % der Kapazität aufzunehmen und wieder aufzuladen entspricht in etwa einem Zyklus. Kleine tägliche Aufladungen zählen jeweils nicht als vollständiger Zyklus.

Daher gibt es einige Schätzungen, die von einer Million Kilometern sprechen. Ein einfaches Beispiel: Wenn ein Auto pro vollständigem Äquivalentzyklus 300 Kilometer zurücklegt, würden 3.000 Zyklen etwa 900.000 Kilometer theoretisch ergeben.

Diese Messung dient dazu, das Potenzial der Technologie sichtbar zu machen, doch sie sagt nichts über die Lebensdauer eines Fahrzeugs aus. Sie berücksichtigt weder den schrittweisen Verlust an Autonomie noch das Altern durch die Zeit sowie mögliche Defekte anderer Systemkomponenten. Ebenso wird nicht festgelegt, wann eine Batterie für ihren Besitzer nicht mehr nutzbar ist.

Die 100%-Ladung ist ein weiterer Aspekt, der Präzisierung bedarf. LFP-Batterien werden in der Regel als solche dargestellt, die eine vollständige Ladung ohne Sorge um Abnutzung ermöglichen. Das bedeutet jedoch nicht, dass sie gegen das Altern geschützt sind, wenn sie stark aufgeladen bleiben.

Eine von der Electrochemical Society vorgelegte Studie, bei der LFP-Zellen und Graphit verwendet wurden, ergab einen geringeren Kapazitätsverlust, wenn sie in Batterien mit einem niedrigeren Durchschnittsladestand eingesetzt wurden. Die Chemie bietet eine gute Widerstandsfähigkeit, weist aber auch unter bestimmten Einsatzbedingungen Schwächen auf.

Die Empfehlung, regelmäßig vollständige Ladevorgänge durchzuführen, beruht unter anderem auf der Notwendigkeit, die Schätzung des Batteriestands zu verbessern. Die Spannungskurve der LFP-Zellen bleibt über einen großen Teil ihrer Lebensdauer relativ flach, was es erschwert, herauszufinden, wie viel Energie noch verfügbar ist.

Daher ist es ratsam, den spezifischen Anweisungen des Herstellers zu folgen. Eine vollständige Ladung zur Kalibrierung der Systemschätzung sollte nicht mit der Praxis verwechselt werden, das Auto viele Tage lang zu 100 % aufzuladen. Ebenso bedeutet das Vollladen einer NMC vor einer Reise nicht, dass sie sofort Schaden nimmt – vielmehr spielen die gesamten Gewohnheiten und Bedingungen eine Rolle.

Auch die Kälte ist ein wichtiger Faktor bei der Vergleichbarkeit. LFP-Batterien können bei niedrigen Temperaturen, insbesondere beim Laden, deutlich stärkere Einschränkungen aufweisen. Dennoch hängt das Ergebnis stark vom Fahrzeug ab: Die Klimaanlage, das Vorkalibrieren sowie die elektronische Steuerung beeinflussen das tatsächliche Erlebnis.

Etwas Ähnliches gilt für das ultraschnelle Laden. Eine hohe maximale Leistung allein lässt nicht erkennen, wie lange die Batterie hält. Es ist notwendig, das Design der Zellen, ihre Kühlung sowie die Bedingungen zu kennen, unter denen das System diese Leistung aufnehmen kann. Um die Langlebigkeit zu vergleichen, sind vergleichbare Tests erforderlich, nicht nur Ladezahlen.

Im Gebrauchtmarkt kann eine LFP-Batterie ein Vorteil sein, ersetzt aber keine Diagnose des Zustands der Batterie. Die verbleibende Kapazität, die Fahrzeughistorie sowie die Funktionsweise des Kühlsystems liefern nützlichere Informationen als die Abkürzungen allein.

Für den Käufer ist das Fazit positiv: Die Wahl eines erschwinglicheren Elektrofahrzeugs bedeutet nicht, auf eine langlebige Batterie verzichten zu müssen. LFP-Batterien bieten eine attraktive Kombination aus Kosten und Haltbarkeit. Ihr Potenzial ist hoch, doch um daraus garantierte Fahrleistungen zu erzielen, ist weitaus mehr erforderlich als nur die Multiplikation von Zyklen mit der Reichweite.