Was sind LFP-Batterien und warum werden bald einige Ford-Elektrofahrzeuge damit ausgestattet sein?

Ford gab am Montag bekannt, dass es den Einbau von Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) in seinen Mustang Mach-E ab später im Kalenderjahr 2023 und seinen F-150 Lightning im Kalenderjahr 2024 plant.

Laut Marin Gjaja, Chief Customer Officer des Ford Model E, wird die Umstellung möglicherweise zu niedrigeren Preisen für Elektrofahrzeuge führen, obwohl dies „von der Entwicklung des Marktes abhängt“.

Die Führungskraft fügte hinzu: „Die ganze Absicht besteht darin, diese erschwinglicher und zugänglicher zu machen.“

Mach-E-Elektrofahrzeuge der Standardreihe werden ab Ende dieses Jahres LFP-Zellen erhalten; F-150 Standard Range Trucks erhalten sie Anfang nächsten Jahres – wobei die Umstellung möglicherweise jeweils für eine Ausstattungsvariante erfolgt. Fahrzeuge mit erweiterter Reichweite und alle leistungsorientierten Fahrzeuge bleiben bei der bestehenden Nickel-Mangan-Kobalt-Chemie (NMC), die heute in diesen Modellen verwendet wird.

Ab 2026 werden LFP-Zellen für Ford-Produkte aus einem Batteriewerk in Michigan stammen, das mit Technologie des chinesischen Unternehmens CATL errichtet wurde. Mittlerweile dürften die Zellen für diese Produkte aus einem der CATL-Werke in China stammen.

Ford vergleicht NCM- und LFP-Batterietypen

Vorteile der Ford LFP-Batterie

Gründe für die Umstellung auf LFP

In einer Präsentation am Montag erläuterte Ford einige der Gründe für die Verschiebung. LFP-Batterien zeichnen sich durch eine außergewöhnliche Haltbarkeit aus und können dazu beitragen, die Lieferkette zu stärken und gleichzeitig weniger stark nachgefragte, kostspielige Materialien und Mineralressourcen zu verbrauchen. Darüber hinaus können sie täglich von 0 % auf 100 % aufgeladen werden – was für die NCM-Chemikalien, die derzeit im F-150 Lightning, Mustang Mach-E und E-Transit verwendet werden, nicht zu empfehlen ist, wenn nicht die volle Reichweite benötigt wird.

Ford wies außerdem darauf hin, dass LFP-Batterien aufgrund dieser Eigenschaften auch eine bevorzugte Wahl für das bidirektionale Laden seien, wie es bereits mit einem F-150 Lightning-Heimstrom-Backup-System angeboten werde.

Andererseits sind LFP-Zellen bei den kältesten Umgebungstemperaturen typischerweise träge und lassen sich langsamer schnell aufladen. Sie sind auch nicht die beste Wahl für hohe Leistung oder größte Reichweite, teilweise weil sie bei gleicher Energie mehr Gewicht haben; Wie Ford in der Strategie weiter unten betont, sind LFP-Batterien seiner Ansicht nach in erster Linie für die Befriedigung des Flotten- und Einstiegssegments des Marktes gedacht.

Fords Multi-Chemie-Ansatz für EV-Batterien

Eine andere Art von Lithium-Ionen

Als Untergruppe der Lithium-Ionen-Batterietechnologie verwenden LFP-Zellen Lithiumeisenphosphat als Kathode und Graphit als Elektrode. Diese Zellen sind weitaus weniger anfällig für thermisches Durchgehen, das Brände oder eine Verschlechterung durch Überhitzung verursachen könnte; Verschiedene Quellen deuten mittlerweile auch darauf hin, dass sie deutlich länger halten.

LFP-Zellen sind nicht auf Nickel und Kobalt angewiesen, zwei Materialien, die teuer und angebotsbeschränkt sind und einen großen Aufschwung für die Lieferkette darstellen.

Etwa ein Fünftel der weltweiten Elektrofahrzeuge werden mit LFP-Zellen angetrieben. Die Technologie, die vor einem Jahrzehnt von BYD aus China angeführt wurde, hat sich in der BYD Blade-Batterie in ihrer neuesten Form weiterentwickelt, während CATL ebenfalls ein führender Hersteller ist.

Ford vergleicht die Batterieformfaktoren und wechselt zu LFP

Ford-CATL LFP prismatische Zellen für Mach-E, F-150 Lightning

Auch der Formfaktor ändert sich

Die Batteriechemie wird nicht das Einzige sein, was sich bei Fahrzeugen ändert, die auf LFP umsteigen, stellten Ford-Führungskräfte fest. Auch der Formfaktor der Batterie wird völlig anders sein. Diese Modelle verwenden prismatische Zellen im Gegensatz zu den Pouch-Zellen, die in aktuellen Modellen verwendet werden; Laut Ford werden sie auch größer sein und mehr als die doppelte Kapazität in Amperestunden haben.

Das bedeutet weniger Busse zwischen den Zellen selbst, was dazu beiträgt, einen Teil der Energieverluste dieser Zellen mit geringerer Energiedichte zu mildern, erklärte Ford.

Ford hat nicht näher erklärt, was dies für die Zukunft in Bezug auf die tatsächliche Packungsanordnung bedeutet – oder inwieweit es möglicherweise bedeutet, dass in Zukunft Module oder Packungen weggelassen werden. CATL verfügt beispielsweise über ein sogenanntes „disruptives“ Wasserkühlungsdesign, das ein Cell-to-Pack-Layout mit beeindruckenden Energiedichten ermöglicht, die mit denen dieser teureren Zelltypen mithalten können.

2023 Ford F-150 Lightning

Basierend auf Daten und Endkosten

Das Unternehmen betonte, dass die Umstellung auf LFP-Zellen Teil der Entscheidung war, sein Batterieangebot zu diversifizieren, um die Produktnutzung und die Kundenbedürfnisse besser zu erfüllen.

Das Team für vernetzte Fahrzeugdaten von Ford hat aggregierte, anonymisierte Fahrzeugdaten untersucht, um zu verstehen, wie seine Elektrofahrzeuge genutzt werden. Daraus ergab sich, dass der durchschnittliche Mustang Mach-E-Fahrer in der Regel nur 32 Meilen pro Tag zurücklegt, wobei die durchschnittliche Distanz jeweils nur fünf Meilen beträgt. Darüber hinaus beginnen 95 % der Mach-E-Kunden ihre Fahrt bei Umgebungstemperaturen über dem Gefrierpunkt.

Es heißt, dass noch keine Daten über die Nutzung des F-150 Lightning für ein ganzes Jahr vorliegen, aber es wurde bereits festgestellt, dass 89 % der Kunden ihre Reisen bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt beginnen.

2022 Ford E-Transit

Ford hat nicht bestätigt, dass LFP-Batterien bald auch in seine E-Transit-Lieferwagen eingebaut werden, aber wie die eigene Tabelle oben zeigt, scheinen Flottenfahrzeuge dem Profil von Modellen zu entsprechen, die täglich zu 100 % aufgeladen werden.

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