„Jede Elektrifizierung sollte mit der Zellchemie LFP beginnen,“ sagt Dr. Kai Vuorilehto, Director R&D bei EAS Batteries. „Sie bietet die größtmögliche Sicherheit.“ Dabei hat Lithiumeisenphosphat (LFP) viele überragende Eigenschaften: Es ist langlebig, robust, unempfindlich gegenüber extrem hohen oder niedrigen Temperaturen, ethisch sauber (kein Kobalt, kein Nickel), nachhaltig, preisstabil – und damit absolut zukunftsfähig. Doch vor allem gilt LFP eben als hochsicher, selbst bei einer mechanischen Beschädigung der äußeren Zelle. „LFP ermöglicht zudem äußerst schnelles Laden“, fügt Dr. Kai Vuorilehto hinzu. Das prädestiniert die Zellchemie für Anwendungen im Hochleistungsbereich, zum Beispiel zur dynamischen Beschleunigung in Hybrid-Anwendungen der Raum- oder Schifffahrt. So basieren auch die EAS-Standardzellen „50-Ah“, „40-Ah“ und „22-Ah“ auf der sicheren Zellchemie LFP.
Maximale Erfahrung: LFP ist EAS-Standard
Insbesondere zur bemannten Anwendung im All, auf dem Meer, in der Luft und unter der Erde wird LFP eingesetzt, um die Menschen in geschlossenen Räumen vor Feuer zu schützen. „Unter diesem Aspekt fällt die geringere Energiedichte des LFPs im Vergleich zu herkömmlichen Zellchemien kaum ins Gewicht,“ erklärt Dr. Kai Vuorilehto. Zurzeit forscht der „Adjunct Professor“ der Aalto-Universität ausschließlich in Finnland, doch üblicherweise pendelt er im Auftrag der kontinuierlichen Zelloptimierung zwischen seinem Forschungslabor in Helsinki und dem EAS-Produktionsstandort in Nordhausen. Dr. Kai Vuorilehto arbeitet seit Markteinführung mit der Zellchemie LFP und verfügt somit, wie EAS Batteries selbst, über die maximale Erfahrung mit Lithiumeisenphosphat.
Chemische Fakten: LFP erlaubt sichere Nutzung von Lithium
Die Zellchemie LFP ist der Grund dafür, dass Lithiumionen-Akkus heute überhaupt in sicherheitsrelevanten Bereichen eingesetzt werden können. Ihre Bestandteile Lithium, Sauerstoff, Eisen und Phosphor fügen sich tridimensional zusammen. Das verhindert, dass sich der Sauerstoff freisetzt – anders als in klassischen Lithiumionen-Zellen mit geschichteten Bestandteilen wie Kobalt- (C), Nickel- (N) und Manganoxid (M). Zum Laden oder Entladen einer Lithiumionen-Zelle wandert das Lithium, je nachdem, zum Minus- oder zum Plus-Pol. Die LFP-Zelle bleibt dabei temperaturstabil – auch wenn sich das Lithium vollständig an einem Pol befindet. Bei den ursprünglichen Zellchemien dürfen maximal fünfzig bis siebzig Prozent der Lithiumionen wandern, sonst erhitzt sich die Zelle. Das macht sie deutlich empfindlicher und ihren Einsatz riskanter, denn kombiniert mit dem freigesetzten Sauerstoff und der brennbaren Trägerflüssigkeit (Elektrolyt) fängt eine erhitzte klassische Lithiumionen-Zelle unmittelbar Feuer oder explodiert. Die Sicherheit einer LFP-Zelle beruht also gleich auf zwei ihrer innewohnenden Fakten: Lithiumeisenphosphat bindet Sauerstoff stark und die Zelle bleibt temperaturstabil.
Innovative Zellchemie: Die Zukunft liegt in LFP und LMFP
Aktuell bestimmen die Zusammensetzungen NCA, NMC und LFP den Markt der Zellchemien. „Alle Lithiumionen-Batterien werden kontinuierlich weiterentwickelt, optimiert und dadurch jedes Jahr um ein oder zwei Prozent verbessert,“ erklärt Dr. Kai Vuorilehto. Dennoch haben die Kobalt-basierten Zellchemien seiner Einschätzung nach wenig Zukunft. „Kobalt ist alles andere als nachhaltig oder ethisch. Außerdem wird es knapper und damit teurer werden,“ sagt Dr. Kai Vuorilehto. „Die Zukunft der Zellchemien könnte in einer Mangan-Eisenphosphat-Kombination, dem LMFP, liegen.“ LMFP bietet mehr Energie als LFP, bei ebenfalls tridimensionalem Aufbau. Es ist daher ähnlich sicher wie das reine LFP. Allerdings steht die Entwicklung von LMFP noch am Anfang. Doch wieder, wie einst bei LFP, entwickeln EAS Batteries und Dr. Kai Vuorilehto von Beginn an innovative Technologien auf der Basis einer zukunftsfähigen Zellchemie.