E-Auto: Tesla liefert fast die Hälfte der Fahrzeuge ohne Kobalt und Nickel aus

[PCGH-Redaktion]

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Nahezu die Hälfte aller neuen, im ersten Quartal 2022 ausgelieferten, Tesla-Fahrzeuge setzen auf Akkus ohne Kobalt und Nickel.

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[cx19]

Endlich Autos ohne Kobold.

 

[Tinka-Bell]

Endlich Autos ohne Kobold.

Die Gewerkschaft der Kobold ist erfreut

 

[BigYundol]

Damit werden ja wieder mehr "Kobolde" bsw. für die Zylinder der Verbrennermotoren frei. Die "Kobolde" sind aber auch so viel häufiger auf der Erde als die seltenen Metalle wie Platin oder Palladium, die u.a. für Katalysatoren und Brennstoffzellen benötigt werden.
Davon ab wird das Zeug nicht seltener, die Menge auf der Erde bleibt seit Milliarden von Jahren fast gänzlich konstant.

Die Entwicklung, dass Akkus immer mehr mit einfacher erreichbaren, häufiger vorhandenen und damit tendenziell günstigeren Materialien gebaut werden können, ist jedenfalls sehr erfreulich.

 

[PCIT]

Im April 2022 kostet etwa das Elektroauto Opel Corsa-e 32.895 Euro, im Jahr 2026 sollen es zwischen 20.000 und 25.000 Euro sein.

Da bis dahin wahrscheinlich die Förderung komplett weggefallen sein dürfte, bleibt für den Endkunden das Auto netto gleichteuer.

 

[DarkWing13]

LFP-Akkus haben nur (etwas mehr als) die Hälfte der Energiedichte eines Litium-Ionen-Akkus.
Das heißt für die gleiche Leistung braucht man wesentlich mehr von den Zellen, was gleichbedeutend mit wesentlich mehr Gewicht (fürs Auto) ist.
Der preisliche Vorteil schwindet dadurch auch nicht unerheblich.

Da bis dahin wahrscheinlich die Förderung komplett weggefallen sein dürfte, bleibt für den Endkunden das Auto netto gleichteuer.

Inflation und Preissteigerungen bei anderen Komponenten nicht vergessen!

 

[PCGH_Claus]

Im April 2022 kostet etwa das Elektroauto Opel Corsa-e 32.895 Euro, im Jahr 2026 sollen es zwischen 20.000 und 25.000 Euro sein.

Da bis dahin wahrscheinlich die Förderung komplett weggefallen sein dürfte, bleibt für den Endkunden das Auto netto gleichteuer.

Ab Januar 2023 wird in Deutschland die Elektroauto-Förderung neu gestaltet. Laut Wirtschaftsminister Robert Habeck soll die E-Auto-Förderung von heute 6.000 Euro auf nur noch 4.000 Euro gesenkt werden. Der - aktuell - geltende Herstelleranteil in Höhe von 3.570 Euro fällt ab Januar 2023 ersatzlos weg. Viele Autohersteller sind sauer auf die Politik in Deutschland, da die Förderung von Plug-in-Hybriden ab Januar 2023 komplett eingestellt wird...
Bis jedoch die Autohersteller auf geänderte Rahmenbedingungen reagieren, kann es schon mal Jahre dauern. Üblicherweise braucht es zwischen 24 und 36 Monaten, ehe ein neues Automodell entwickelt ist, das dann für 3 oder 4 Jahre unverändert am Markt verkauft wird, ehe ein "Facelift"/Modellpflege ansteht, bei der die Technik aktualisiert wird.
-> Folglich haben alle deutschen Autohersteller in den letzten Jahren auch auf Plug-in-Hybride gesetzt und diese für viel Geld entwickelt. Ein PHEV ist die aufwendigste und teuerste Art, ein Automobil zu konstruieren. Immerhin werden mehrere Motoren benötigt, eine Abgasanlage, ein Akkupaket (mit Kühlung aka Thermomanagement) und eine On-Board-Ladeeinheit zum Aufladen des Akkus. Und nun fürchten die Autohersteller ab 2023 auf diesen Entwicklung "sitzen zu bleiben", da ja PHEVs teurer verkauft werden, als Benziner und Diesel.
-> Als kleine "Rache" streichen die Autohersteller den Herstelleranteil bei den reinen Elektroautos ab 2023.
Link: https://www.tagesschau.de/wirtschaf...demnach 2023,Prozent drauflegt", sagte Habeck.

 

[FrozenPie]

LFP-Akkus haben nur (etwas mehr als) die Hälfte der Energiedichte eines Litium-Ionen-Akkus.
Das heißt für die gleiche Leistung braucht man wesentlich mehr von den Zellen, was gleichbedeutend mit wesentlich mehr Gewicht (fürs Auto) ist.

Die Energiedichte von LFP gegnüber NMC ist, auf das Gewicht bezogen, nur ein Drittel geringer (150-200 Wh/kg gegnüber 250-300 Wh/kg). Die Leistungsdichte (Also die mögliche Ladungs- und Entladungsgeschwindigkeit, sowie die Impulsbelastbarkeit) ist bei LFP sogar um ein vielfaches höher als bei NMC. Die wesentlich bessere Zyklenfestigkeit (3.000-10.000 Zyklen bei 100% DoD für LFP-Akkus gegenüber 500-1.500 Zyklen bei NMC) hilft auch bei häufigem DC-Schnellladen und auch bei Fahrten bei denen viel Repupperiert werden kann (Stadtverkehr).
Zusätzlich haben LFP-Akkus den Vorteil, dass sie wesentlich unempfindlicher gegenüber Kälte und Hitze sind (Kaum Verluste der Kapazität bei -20°C) und außerdem die Gefahr von thermischem Durchgehen quasi nicht vorhanden ist bzw. sogar als ausgeschlossen gilt. Dadurch kann man jede Menge Platz für Kühlung und Heizung der Akkumodule einsparen, sowie den Mindestabstand zwischen den einzelnen Zellen und Akku-Paketen reduzieren was den größeren Gewichts- und Platzverbrauch der Zellen effektiv wieder ausgleicht und zu einem geringeren Energieverbrauch des Gesamtsystems beiträgt.

 

[PCGH_Claus]

Die Energiedichte von LFP gegnüber NMC ist, auf das Gewicht bezogen, nur ein Drittel geringer (150-200 Wh/kg gegnüber 250-300 Wh/kg). Die Leistungsdichte (Also die mögliche Ladungs- und Entladungsgeschwindigkeit, sowie die Impulsbelastbarkeit) ist bei LFP sogar um ein vielfaches höher als bei NMC. Die wesentlich bessere Zyklenfestigkeit (3.000-10.000 Zyklen bei 100% DoD für LFP-Akkus gegenüber 500-1.500 Zyklen bei NMC) hilft auch bei häufigem DC-Schnellladen und auch bei Fahrten bei denen viel Repupperiert werden kann (Stadtverkehr).
Zusätzlich haben LFP-Akkus den Vorteil, dass sie wesentlich unempfindlicher gegenüber Kälte und Hitze sind (Kaum Verluste der Kapazität bei -20°C) und außerdem die Gefahr von thermischem Durchgehen quasi nicht vorhanden ist bzw. sogar als ausgeschlossen gilt. Dadurch kann man jede Menge Platz für Kühlung und Heizung der Akkumodule einsparen, sowie den Mindestabstand zwischen den einzelnen Zellen und Akku-Paketen reduzieren was den größeren Gewichts- und Platzverbrauch der Zellen effektiv wieder ausgleicht und zu einem geringeren Energieverbrauch des Gesamtsystems beiträgt.

Danke @FrozenPie für Deine interessanten Ausführungen

Was mir allerdings auffällt: Der LFP-Akku ist bzw. war bei Tesla durchaus empfindlich bei winterlichen Temperaturen. Hierbei beziehe ich mich auf die Schnellladefähigkeit, die im Winter bei LFP-Akkus durchaus schlechter ausfällt, als bei Lithium-Ionen-Akkus mit Nickel-Mangan-Kobalt. Damit auch Lithium-Eisenphosphat-Akkus im Winter schnellladen können, sollte ein aktives Thermomanagement verbaut sein. Nissan hat sich ein solches Managementsystem beispielsweise beim Leaf ja gespart, darum ist der Hinweis darauf wichtig...
Richtig ist aber, dass während der Fahrt dem LFP-Akku nicht so viel Reichweite "verloren" geht im Winter, wie bei einem Lithium-Ionen-Akku mit NMC...

Link: https://teslamag.de/news/tests-eisk...3-langsam-ideal-temperatur-sehr-schnell-43379

 

[projectneo]

Die Energiedichte von LFP gegnüber NMC ist, auf das Gewicht bezogen, nur ein Drittel geringer (150-200 Wh/kg gegnüber 250-300 Wh/kg). Die Leistungsdichte (Also die mögliche Ladungs- und Entladungsgeschwindigkeit, sowie die Impulsbelastbarkeit) ist bei LFP sogar um ein vielfaches höher als bei NMC. Die wesentlich bessere Zyklenfestigkeit (3.000-10.000 Zyklen bei 100% DoD für LFP-Akkus gegenüber 500-1.500 Zyklen bei NMC) hilft auch bei häufigem DC-Schnellladen und auch bei Fahrten bei denen viel Repupperiert werden kann (Stadtverkehr).
Zusätzlich haben LFP-Akkus den Vorteil, dass sie wesentlich unempfindlicher gegenüber Kälte und Hitze sind (Kaum Verluste der Kapazität bei -20°C) und außerdem die Gefahr von thermischem Durchgehen quasi nicht vorhanden ist bzw. sogar als ausgeschlossen gilt. Dadurch kann man jede Menge Platz für Kühlung und Heizung der Akkumodule einsparen, sowie den Mindestabstand zwischen den einzelnen Zellen und Akku-Paketen reduzieren was den größeren Gewichts- und Platzverbrauch der Zellen effektiv wieder ausgleicht und zu einem geringeren Energieverbrauch des Gesamtsystems beiträgt.

Dennoch ist die Technik aktuell nur bis zur mittleren Reichweite geeignet. Ich hoffe da tut sich noch was in Zukunft.
NMC Akkus haben im Tesla Model 3 AWD zum bspw. 82KWh an Kapazität und im Model 3 Standard (LFP) 60KWh bei fast gleichem Gewicht. Dennoch ist es eine sehr gut Akkutechnik und zeig gerade in besagtem Auto seine gute Seite. Zumal die Akku auch problemlos und regelmäßig bis 100% geladen werden können was bei NMC im Alltag nicht empfohlen ist. Die Ladezyklen sind zwar ganz nett als Effekt, dennoch hält ein NMW Akku auch weit über 200k km mit ~5% Degradation (zumindest bei nur gelegentlichem Schnellladen).

 

[FrozenPie]

@PCGH_Claus
Dass im Winter die Schnelladefähigkeit der LFP-Zellen stärker sinkt hat wohl folgenden Ursprung: LFP-Zellen haben bereits von sich aus eine niedrigere Zellspannung als NMC-Zellen (3,2V im Gegensatz zu 3,7-4,2V bei NMC-Zellen).
LFP-Zellen verlieren bei niedrigen Temperaturen zwar kaum Kapazität, dafür bricht aber die Spannung stärker ein, was dazu führt, dass die Leistungsdichte sinkt, also Lade- und Entladevorgänge stärker verlangsamt werden als dies bei NMC-Zellen der Fall ist. Dieser Effekt tritt wohl bereits ab 10°C und niedriger auf, wobei ich mir allerdings die Frage stelle ob im Verlauf des Schnelladevorgangs die Ladeleistung steigt, weil die Zelle sich selbst durch den Ladevorgang wegen ihres Innenwiderstandes ja auch erwärmt (Man nutzt effektiv die Verlustwärme des Ladevorgangs als interne Zellheizung), was dazu führen würde, dass nur die ersten 10-20% des Ladevorgangs wirklich wesentlich langsamer wären...

 

[PCGH_Claus]

@PCGH_Claus
Dass im Winter die Schnelladefähigkeit der LFP-Zellen stärker sinkt hat wohl folgenden Ursprung: LFP-Zellen haben bereits von sich aus eine niedrigere Zellspannung als NMC-Zellen (3,2V im Gegensatz zu 3,7-4,2V bei NMC-Zellen).
LFP-Zellen verlieren bei niedrigen Temperaturen zwar kaum Kapazität, dafür bricht aber die Spannung stärker ein, was dazu führt, dass die Leistungsdichte sinkt, also Lade- und Entladevorgänge stärker verlangsamt werden als dies bei NMC-Zellen der Fall ist. Dieser Effekt tritt wohl bereits ab 10°C und niedriger auf, wobei ich mir allerdings die Frage stelle ob im Verlauf des Schnelladevorgangs die Ladeleistung steigt, weil die Zelle sich selbst durch den Ladevorgang wegen ihres Innenwiderstandes ja auch erwärmt (Man nutzt effektiv die Verlustwärme des Ladevorgangs als interne Zellheizung), was dazu führen würde, dass nur die ersten 10-20% des Ladevorgangs wirklich wesentlich langsamer wären...

Danke sehr @FrozenPie
Mit einer Vorkonditionierung des Akkus und entsprechend angepasster Heizung des LFP-Akkus sollte sich jedoch der Effekt des "langsameren Ladens" bei winterlichen Temperaturen in Grenzen halten, denke ich. Wie gesagt, ein entsprechend intelligentes Thermomanagement sollte das können, denn Otto-Normalfahrer wollen sich darum keine Gedanken machen. In meiner Freizeit teste ich ja für den Dr. Windows-Blog Elektroautos und da ist mir durchaus schon mal ein "zu langsames Laden" an Schnellladesäulen passiert... Nicht jeder will immer erst den Akku "warm fahren" müssen, damit der E-Auto-Akku auch wirklich schnellladen kann. Und ja, mir ist klar, dass es Akkuzellen lieber langsamer mögen, als immer mit DC-Strom von 200 kW und mehr unter Stress gesetzt zu werden beim Aufladen...

 

[FrozenPie]

Richtig gespannt bin ich am meisten auf die Entwicklung der Natrium-Ionen-Akkus. CATL hat die erste Generation, die 2023 ausgeliefert werden soll, bereits vorgestellt.
160 Wh/kg, Temperaturunempfindlicher als LFP, Zyklenfestigkeit und Leistungsdichte vergleichbar mit LFP, vollständig tiefenentladbar, noch sicherer als LFP in der Handhabung, extrem günstige und häufig vorkommende Materialien für die Herstellung, da effektiv nur Natrium, Aluminium (Li-Ion verwendet hier Kupfer, weshalb man sie auch nicht Tiefenentladen kann, da sonst die Kupferfolie mit dem Sauerstoff aus der Anode korrodiert), Kohlenstoff für die Kathode, Preussisch Blau für die Anode und Kunststoffe für Isolatoren und Gehäuse verwendet werden.
Es können wohl auch vorhandene Fertigungsstraßen von Lithium-Akkus mit minimalen Modifikationen für Na-Ion-Akkumulatoren weiterverwendet werden.
Die dürften zwar vor allem erstmal für stationäre Speicher interessant werden, da dort die geringe Energiedichte weniger ins Gewicht fällt und man eher auf den Preis schaut (deshalb werden dort aktuell hauptsächlich LFP-Zellen verwendet), aber wenn die Entwicklung dort weiterhin so schnell geht wie es sich abzeichnet, könnten die Zellen im nächsten Jahrzehnt mehr als nur Konkurrenzfähig sein, da aktuelle NMC-Zellen fast ausentwickelt sind was die Energiedichte angeht (haben bald das theoretische Maximum von 416 Wh/kg erreicht) und alternative Lithium-Zellen, wie z.B. Lithium-Schwefel, usw. haben aktuell ziemliche Entwicklungsprobleme oder gravierende Nachteile.

 

[Z3Rlot]

Da ich mir gerade den neuen Polo gekauft habe warte ich noch mindestens bis 2026
mehr wie 30000 will ich dann für den Polo E nicht ausgeben.
Sollte aber auch mindestens 400-500 kilometer weit kommen.
Aber vergesst nicht die Tankstellen.
Was soll man mit dem Teil sonst.
Ich wohne auf einer Halbinsel dort ist es Technisch garnicht möglich ein E Auto zu laden.
Ich bin und bleib gespannt wo die Reise hingeht.

 

[ruyven_macaran]

@PCGH_Claus
Dass im Winter die Schnelladefähigkeit der LFP-Zellen stärker sinkt hat wohl folgenden Ursprung: LFP-Zellen haben bereits von sich aus eine niedrigere Zellspannung als NMC-Zellen (3,2V im Gegensatz zu 3,7-4,2V bei NMC-Zellen).
LFP-Zellen verlieren bei niedrigen Temperaturen zwar kaum Kapazität, dafür bricht aber die Spannung stärker ein, was dazu führt, dass die Leistungsdichte sinkt, also Lade- und Entladevorgänge stärker verlangsamt werden als dies bei NMC-Zellen der Fall ist. Dieser Effekt tritt wohl bereits ab 10°C und niedriger auf, wobei ich mir allerdings die Frage stelle ob im Verlauf des Schnelladevorgangs die Ladeleistung steigt, weil die Zelle sich selbst durch den Ladevorgang wegen ihres Innenwiderstandes ja auch erwärmt (Man nutzt effektiv die Verlustwärme des Ladevorgangs als interne Zellheizung), was dazu führen würde, dass nur die ersten 10-20% des Ladevorgangs wirklich wesentlich langsamer wären...

20% wären schon relativ viel, wenn man bedenkt dass die unteren 20% meist sowieso als Reserve und wegen allgemein schlechter Ladegeschwindigkeit nicht systematisch genutzt werden und die oberen 20% bei keinem Akkutyp schnelladetauglich sind. Wenn von den potentiell schnellen 60% in der Mitte noch weitere 20% wegen temperaturempfindlichkeit langsamer ausfallen. Allerdings habe ich auch einige Berichte gelesen, denen zu Folge der Reichweitenverlust, also Entladeprobleme, bei LFP im Winter deutlich ausgeprägter sind. Weiß nicht ob die Zellspannung so stark abfällt, dass die ohnehin meist kleineren Akkus schlicht keine 10-15 kW Dauerleistung mehr schaffen, aber allgemein gilt der der Typ als schlechtere Wahl für den Winter.

 

[RX480]

Wow,
100-20-20-20 ... x 491km, ... da bleibt ja net viel Brauchbares, bzw. sollte man dann wohl alle 196km ne
Schnellladung vorsehen.

 

[Kubiac]

Ich freue mich schon auf das Rumgeheule der E-Auto besitzer, wenn der Akku nach ca. 10 Jahren hinüber ist und der Hersteller fünfstellige Beträge für einen neuen verlangt. Verkaufen kann man so eine Karre dann auch nicht, denn wer will schon ein Fahrzeug ohne Akku.
Die aktuellen e-Autos sind meiner Meinung nach wegen den Akkus noch nicht wirklich die Lösung.