Obwohl derzeit Anstrengungen unternommen werden, die Produktion von LFP außerhalb Chinas aufzunehmen, wird fast das gesamte aktive Material in LFP-Batteriekathoden und -zellen derzeit in China hergestellt, was Bedenken hinsichtlich der Lieferkettensicherheit und geopolitischer Risiken für Hersteller aufwirft, die auf LFP angewiesen sind, insbesondere in den USA.
Der globale Marktanteil für Lithium-Ionen-Kathoden hat sich von LCO zu LFP verlagert. Quelle: IDTechEx
LMFP als Antwort auf die Energiedichtebeschränkungen des LFP
Obwohl LFP erhebliche Kostenvorteile und Vorteile hinsichtlich Zyklenlebensdauer und thermischer Stabilität bietet, weist es einen wesentlichen Nachteil auf: Seine Energiedichte ist geringer als die von NMC- oder NCA-Batterien. Trotz Verbesserungen im Batteriedesign begrenzt dies die Reichweite von Elektrofahrzeugen mit LFP-Batterien – ein wichtiger Aspekt für Automobilhersteller und Verbraucher. Lithium-Mangan-Eisenphosphat (LMFP) hat sich als vielversprechende Lösung erwiesen. LMFP behält die Kostenvorteile von LFP bei und verbessert gleichzeitig die Energiedichte durch den Einbau von Mangan in die Kathodenzusammensetzung. Diese Entwicklung könnte dazu beitragen, die Leistungslücke zwischen LFP- und NMC-basierten Batterien zu verringern und gleichzeitig die niedrigen Kosten von LFP zu erhalten. Führende Kathodenhersteller wie Dynanonic und Ronbay sowie neuere Marktteilnehmer wie Lithium Australia/VSPC und Mitra Chem planen, ihre LMFP-Produktionskapazitäten auszubauen. Der IDTechEx-Bericht „Li-ion Battery Market 2025-2035: Technologies, Players, Applications, Outlooks and Forecasts“ bietet Produktionsperspektiven für aktives Material für Kathoden und prognostiziert die Batterienachfrage in GWh pro Kathode bis 2035.
Künstlicher Graphit gewinnt gegenüber natürlichem Graphit Marktanteile
Ein weiterer bemerkenswerter Trend bei Batteriematerialien zeigt sich im Anodenmarkt, wo synthetischer Graphit gegenüber Naturgraphit zunehmend an Bedeutung gewinnt. IDTechEx schätzt, dass synthetischer Graphit im Jahr 2023 etwa 73 % des Graphitanodenmarktes für Lithium-Ionen-Batterien ausmachen wird, gegenüber rund 60 % im Jahr 2020. Hauptgrund für diese Entwicklung sind die Kosten. Synthetischer Graphit war aufgrund des hohen Energieaufwands bei der Graphitisierung bisher teurer als Naturgraphit, bot aber eine höhere Zuverlässigkeit in der Materialherstellung und Vorteile hinsichtlich Kapazität und Zyklenlebensdauer. Niedrige Energiepreise in China und ein starker Wettbewerb haben den Preis für synthetischen Graphit jedoch gesenkt, sodass hochwertige Anoden mittlerweile für nur noch 6 US-Dollar pro Kilogramm erhältlich sind. Dies macht synthetischen Graphit zu einer attraktiveren Option für Batteriehersteller, die Kosten und Leistung optimieren wollen, und führt zu seinem vermehrten Einsatz. Gleichzeitig stellt dies eine Hürde für die Verwendung alternativer Anodenmaterialien in kostensensiblen Anwendungen dar, wie beispielsweise siliziumbasierte Materialien, deren Preis pro Kilogramm um ein Vielfaches höher liegen kann.
Der Preis bestimmt den Batteriemarkt
Die aktuellen Trends bei der Auswahl von Anoden- und Kathodenmaterialien haben einen gemeinsamen Faktor: die Kosten. Der Einsatz von LFP und die Entwicklung anderer kostengünstiger Kathoden wie LMFP sind Paradebeispiele für den zunehmenden Fokus der Lithium-Ionen-Industrie auf Kosten und Preise. Auch der jüngste Wechsel von Naturgraphit zu synthetischem Graphit wurde durch sinkende Preise vorangetrieben. Intensiver Wettbewerb und Überkapazitäten entlang der gesamten Wertschöpfungskette für Batterien drücken die Preise weiter. Dies ist zwar für Batteriekäufer und -verbraucher äußerst vorteilhaft, stellt aber insbesondere in Europa und Nordamerika erhebliche Hürden für neue Marktteilnehmer dar. Dort sind die Lieferketten und Industrien weniger entwickelt, was den Wettbewerb mit etablierten asiatischen Anbietern zusätzlich erschwert.
Um den Anforderungen der schnell wachsenden Lithium-Ionen-Batterieindustrie gerecht zu werden, werden zahlreiche Materialien und Technologien entwickelt. Entscheidend für die erfolgreiche Einführung eines jeden Materials oder einer Technologie sind jedoch die Kosten, wie der jüngste Trend hin zu Lithiumphosphat (LFP) und technischem Graphit zeigt. Innovationen und Entwicklungen, die Leistung, Sicherheit und Umweltverträglichkeit verbessern und gleichzeitig niedrige und wettbewerbsfähige Preise ermöglichen, sind für das weitere Wachstum der Batterieindustrie und die damit verbundenen Dekarbonisierungsprojekte unerlässlich.
Autor: Dr. Alex Holland, Forschungsdirektor bei IDTechEx
