US-Hersteller arbeitet an Batterien mit einem Drittel mehr Kapazität

Obwohl LMR-Batterien noch weitgehend unbekannt sind, beschäftigt sich die Industrie seit längerer Zeit mit diesem Prinzip. GM hofft, sie schon bald in günstige Elektroautos einbauen zu können. Das heißt: LMR-Akkus könnten die vergleichsweise billigen Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) ersetzen. Oder diese Technologie sogar "überspringen", wie GM-Manager Kurt Kelty kürzlich sagte.

Laut GM soll die Energiedichte von LMR-Zellen bis zu 33 Prozent höher sein als die von LFP-Zellen. Das bedeutet auch eine deutlich höhere Reichweite bei gleichem Gewicht. Diese Prognose betrifft allerdings nur die einzelne Zelle. Da bei einem Akku noch weitere Faktoren die Effizienz beeinflussen, dürfte der Reichweitenvorteil hier eher bei 20 bis 25 Prozent liegen.

Weitere Vorteile liegen in einer Kombination aus finanziellen und geostrategischen Erwägungen. Geht der Plan auf, dann steht ein Akku zur Verfügung, der sich in seinen Eigenschaften zwischen einem LFP-Akku und einem Lithium-Mangan-Nickel-Cobalt-Akku, dem zweiten gängigen Akkutyp, einordnet. Der LMR-Akku wäre günstig und hitzebeständig wie LFP, verspricht aber deutlich mehr Effizienz – nahe an LMNC.

Zugleich ist die Versorgung mit den nötigen Rohstoffen leichter als bei LMNC-Akkus: Die USA verfügen über große Ressourcen an Mangan, wesentlicher Bestandteil der Kathode. Die Vorkommen an Nickel und Cobalt hingegen sind teuer. Die weltweite Cobalt-Produktion wird von chinesischen Unternehmen kontrolliert. Auch aus dieser Erwägung ist die Alternative daher für den US-Konzern attraktiv.

Die Technologie wird federführend von LG aus Südkorea entwickelt, das die Akkufabrik in Tennessee/USA als Joint Venture zusammen mit dem Autokonzern betreibt. Doch Medienberichten zufolge forschen auch Ford, Volkswagens Batterie-Tochter PowerCo und mehrere chinesische Staatsunternehmen an der neuen Batteriechemie.

Technisch sind LMR-Akkus keine Wunderakkus von morgen und schon gar keine Feststoffbatterien, sondern mit den konventionellen Bauarten mit Lithium und flüssigem Elektrolyt eng verwandt: Auch sie besitzen eine Anode aus Grafit. Doch die Kathode besteht überwiegend aus Mangan (laut GM 65 Prozent), 35 Prozent Nickel und kaum Kobalt.

Allerdings gibt es ein technisches Problem bei dieser Bauart: Bisher verlieren Zellen mit mit hohem Mangan-Anteil in der Kathode nach relativ wenigen Ladezyklen schnell an Spannung. Dieser auch "Voltage Fade" genannte Spannungsabfall führt zu Leistungsverlust. Bisher erreichten Prototypen mit dieser Batteriechemie nur eine geringe Lebensdauer.

GM und LG sprechen dennoch von einem "Durchbruch" und haben die Serienfertigung von LMR-Zellen in Tennessee ab 2028 angekündigt. Ob die Hürde des Spannungsabfalls in der Zelle bereits gelöst wurde, haben die Unternehmen bisher nicht ausdrücklich verkündet.