GM gegen LFP-Trend: Setzt der US-Konzern künftig auf LMR?

Bricht der US-Automobilkonzern General Motors mit dem wichtigsten Batterietrend der Automobilindustrie? Während die Konkurrenz massenhaft auf günstige Lithium-Eisenphosphat-Zellen setzt, plant der US-Konzern überraschend den Verzicht auf LFP bei künftigen Elektroautos. GM verlagert den Fokus stattdessen auf Lithium-Mangan-Batterien, die bei vergleichbaren Produktionskosten deutlich mehr Reichweite versprechen. Für Autofahrer und die Industrie bietet dieser Sonderweg die Aussicht auf bezahlbare Langstrecken-Stromer, die ohne schwere LFP-Akkus auskommen. Gleichzeitig machen sie die europäische und amerikanische Lieferkette unabhängig von dominierenden Zulieferern aus China.

Details: GMs Wechsel von LFP zu LMR-Zellen

Strategiewechseln von LFP zu LMR

Bisher plante General Motors, kostengünstige Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP) fest in das eigene Portfolio für künftige Volumenmodelle zu integrieren. Doch nun wird diese Ausrichtung grundlegend überprüft. Laut GMs Batteriechef Kurt Kelty verschiebt sich der Fokus des US-Autobauers primär auf die Entwicklung von lithium-mangan-reichen Batteriezellen (LMR). Kelty bezeichnete diese Zellchemie als die künftige Hauptstütze des Konzerns, das für die Produktion in großen Stückzahlen vorgesehen ist. Der wesentliche Grund für diese Neuausrichtung liegt im direkten Vergleich der physikalischen und ökonomischen Eigenschaften:

• Energiedichte: LMR-Zellen liefern im Vergleich zu LFP-Zellen eine um rund 33% höhere Energiedichte. Sie speichern bei identischem Gewicht und Volumen deutlich mehr Energie, was direkt zu höheren Reichweiten führt.
• Herstellungskosten: Trotz der höheren Kapazität bewegen sich die Produktionskosten für LMR in den USA auf einem vergleichbar niedrigen Niveau wie bei LFP-Zellen.

GM erforscht diese Technologie bereits seit über einem Jahrzehnt. Um den Übergang vom Labor zur Massenfertigung zu beschleunigen, nutzt der Konzern sein Wallace Battery Cell Innovation Center in Warren (Michigan), wo noch im laufenden Jahr erste Kleinserientests anlaufen sollen. Die darauf folgende kommerzielle Serienproduktion der LMR-Zellen in einer robusten, prismatischen Bauform ist schließlich für das Jahr 2028 im Rahmen einer engen Kooperation mit LG Energy Solution geplant.

Die veränderte Rolle des Werks in Tennessee

Diese strategische Kehrtwende wirkt sich unmittelbar auf die Auslastung der hauseigenen Fertigungsstätten aus. Das Joint-Venture-Werk im US-Bundesstaat Tennessee nimmt die Produktion von LFP-Zellen zwar planmäßig noch in diesem Monat auf, allerdings mit einer völlig veränderten Zielrichtung. Die dort produzierten LFP-Batterien werden nicht wie ursprünglich geplant in Elektrofahrzeugen verbaut. Stattdessen lenkt GM die gesamte Kapazität dieser Fertigungslinie auf stationäre Energiespeichersysteme (ESS) um. Im Fahrzeugbereich möchte man die Technologie damit vorerst aussortieren.

Abweichung vom globalen Branchentrend

Mit dem Verzicht auf LFP bei künftigen Volumen-E-Autos schlägt General Motors einen deutlichen Sonderweg ein. Die Konkurrenz – darunter Tesla, Rivian und der direkte US-Wettbewerber Ford – setzt jedoch weiterhin auf die von chinesischen Herstellern maßgeblich geprägte LFP-Chemie. Sie nutzen die Zellen gezielt, um die Produktionskosten ihrer Fahrzeuge zu reduzieren und preiswertere Einstiegsmodelle auf dem schwächelnden US-Markt anzubieten. Ford arbeitet parallel ebenfalls daran, die LMR-Chemie für spätere Fahrzeuggenerationen zu skalieren.

LFP-Akkus gelten in der Industrie als robust, thermisch sicher und langlebig, weisen allerdings prinzipbedingt eine geringere Energiedichte auf, was die Reichweite der Fahrzeuge einschränkt. GM geht hier ein kalkuliertes Risiko ein. Anstatt auf die bewährte, aber reichweitenlimitierte LFP-Zelle zu setzen, will man mit LMR die Kostenvorteile von Eisenphosphat mit der Reichweite klassischer Nickel-Mangan-Kobalt-Zellen (NMC) kombinieren.

Status quo und technische Herausforderungen

Aktuell basieren fast alle der mehr als ein Dutzend in den USA angebotenen Elektrofahrzeuge von GM auf einer leistungsstarken, aber materialaufwendigen nickelreichen Zellchemie. Die einzige Ausnahme im aktuellen Portfolio bildet der neu aufgelegte, günstige Chevrolet Bolt. Dieser nutzt LFP-Zellen, die vom chinesischen Batteriegiganten CATL zugeliefert werden.

Der großflächige Durchbruch der neuen LMR-Zellchemie ist allerdings kein Selbstläufer. Marktanalysten von S&P Global weisen darauf hin, dass die Technologie mit signifikanten physikalischen Hürden wie einer beschränkten Schnellladeleistung sowie einem kontinuierlichen Spannungsabfall (voltage decay) bei intensiver Nutzung kämpft. Um diese Probleme zu lösen, setzt GM zur Stabilisierung auf spezielle Beschichtungen und Additive. Da die resultierenden Gewichtseinsparungen vor allem bei schweren Fahrzeugplattformen wirtschaftlich skalieren, plant der Konzern, die LMR-Technologie aufgrund der Reichweitenvorteile zunächst bei großen SUVs und elektrischen Pickups wie dem Chevrolet Silverado EV einzuführen.

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