Tesla-Akkus: LFP vs. NCA vs. NMC

Tesla-Akkus: LFP vs. NCA vs. NMC

Tesla verwendet in seinen Akkupaketen unterschiedliche Zellformate mit verschiedener Chemie. Ein Überblick über LFP, NCA und NMC sowie 1865, 2170 und 4680.

Was hat es mit dem neuen Tesla LFP-Akku auf sich? Und wie groß ist die Tesla Batterie Lebensdauer?

Seit Elektroautos den Markt erobern, heißt der wichtigste Teil eines Autos nicht mehr „Motor“, sondern „Batterie”. Der Energiespeicher macht einen großen Teil des Fahrzeug-Gesamtpreises aus und bestimmt über Gewicht, Reichweite und Leistung – kurzum, die Konkurrenzfähigkeit.

Daher fließt viel Geld und Kapazität in die Akkuforschung, über die genauen Details eines Batteriepakets wird oft streng geschwiegen. Einige Informationen sind aber natürlich bekannt, und die wollen wir Ihnen hier vorstellen.

In diesem Beitrag finden wir heraus, welche Batterien der US-Autobauer verbaut und was die Unterschiede sind.

LFP Akku Tesla: Batterien sind asiatisch

Batterien in Masse herzustellen ist ein enorm komplexes Unterfangen, das nur wenige Hersteller auf dieser Welt, die meisten davon in Asien, gemeistert haben. So kommt es, dass selbst Tesla ein so wichtiges Teil wie den Akku für die meisten seiner Fahrzeuge aus Fernost bezieht.

Beliefert wird der amerikanische Hersteller dabei von den großen Namen im Geschäft: Panasonic, die schon die Batteriezellen für den originalen Roadster lieferten, LG Chem und CATL statten den US-Autobauer mit unterschiedlichen Akkus aus.

In den letzten Jahren versucht Tesla, eine eigene Batterieproduktion in amerikanischen Gigafactories und perspektivisch auch in Grünheide aufzubauen, was aber nur langsam vonstatten geht. Angesichts des starken Wachstums der Marke Tesla wird man also noch viele Jahre auf die asiatischen Spezialisten angewiesen sein.

Tesla Akku Lebensdauer: Auf die Chemie kommt es an

In Sachen Zellchemie verbaut Tesla in seinen Fahrzeugen drei verschiedene Lösungen: NCA, NMC und LFP. Sie alle sind Lithium-Ionen-Akkus, – dazu hat die Branche noch keine brauchbare Alternative gefunden, – aber eben mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften. Die Chemie bestimmt wesentliche Eigenschaften des Fahrzeugs sowie die Lebensdauer des Akkus, und natürlich hat jede ihre Vor- und Nachteile.

NCA-Batterie Tesla

Die „älteste“ Batteriechemie, die Tesla seit dem Roadster verwendet, ist die NCA-Batterie. NCA steht für Nickel-Kobalt-Aluminium, beschreibt also die chemische Zusammensetzung des Akkus. Tesla NCA-Zellen haben eine hohe Energiedichte von 322 Wh/kg sowie eine hohe Leistungsabgabe. Dementsprechend sind sie prädestiniert für Long-Range- und Performance-Modelle.

Nachteile der NCA-Technologie sind der Einsatz von teurem und unter fragwürdigen Bedingungen gewonnenem Kobalt sowie ein vergleichsweise hohes Explosionsrisiko bei schwerer Beschädigung. Außerdem sollten NCA-Zellen stets zwischen 20 und 90 % geladen sein, um die größtmögliche Lebensdauer zu erzielen.

Diese liegt bei ca. 3000 Ladezyklen, wobei dann schon oft nur noch ca. 70 % der ursprünglichen Kapazität vorhanden sind. Legt man allerdings sehr konservativ 200 Kilometer Reichweite pro Ladezyklus an, was auch bei 70 % Kapazität realistisch ist, kommt man immer noch auf eine Gesamtlebensdauer von 600.000 Kilometern. Diese wird natürlich umso eher erreicht, je seltener man am Supercharger oder anderen Schnelladern lädt.

NMC Akku Tesla

Die zweite von Tesla verwendete Technologie ist NMC, was für Nickel-Mangan-Kobalt steht. Diese Technologie teilt viele Eigenschaften mit der NCA-Zelle, wenngleich die Energiedichte (230–250 Wh/kg) und die Lebensdauer (2000 Zyklen) geringer ausfallen.

Auch die NMC-Zelle verwendet Kobalt, hat aber den Vorteil, dass dessen Anteil durch Hinzugabe von Aluminium (NCMA-Zelle) stark reduziert werden kann. Diese Variante nutzt Tesla auch seit 2021.

LFP Batterie Tesla

Ganz auf Kobalt verzichten kann die LFP-Batterie (Lithium-Eisen-Phosphat). Der Kompromiss: eine deutlich geringere Energiedichte (derzeit 130 bis maximal 190 Wh/kg), eine schwächere Leistungsabgabe und eine schlechtere Performance bei niedrigen Temperaturen als die oben genannten Technologien.

Aus diesem Grund war der Einsatz in Elektroautos lange Zeit nicht möglich. Verbesserungen bei Batterie, Software und Motoreneffizienz erlauben aber seit 2020 den Einbau von LFP-Akkus in Einstiegsmodellen mit wenig Reichweite. Das bringt auch viele Vorteile: LFP-Akkus sind billiger, haben ein geringeres Explosionsrisiko bei Beschädigung und leben deutlich länger.

Die LFP-Akku Tesla Lebensdauer beträgt je nach Angabe bis zu 10.000 Ladezyklen. Außerdem ist das Tesla LFP-Akku Laden einfacher, denn er kann bedenkenlos dauerhaft bis 100 % geladen werden. Hier geht es zu unserem „LFP-Akku Tesla richtig laden“-Guide.

Tesla Batterie: Das Format

Nicht nur in der Zellchemie, auch im Zellformat nutzt Tesla verschiedene Lösungen – vier, um genau zu sein. Den Anfang macht die 1865-Zelle (13 Millimeter Durchmesser, 65 Millimeter Höhe), die Panasonic mit NCA-Chemie liefert.

Ebenfalls wichtig ist die 2170-Zelle (selbe Bedeutung der Zahlen), die Panasonic in den USA zusammen mit Tesla mit NCA-Chemie fertigt, die aber auch LG Chem mit NCM(A)-Chemie liefert.

Seit einigen Jahren entwickelt Tesla auch eine eigene Zelle im 4680-Format und NCM-Chemie, deren Produktion langsam hochläuft. Eingebaut werden die 4680-Batterien direkt in die Karosserie, was Tesla als „Strukturelles Batteriepaket“ bezeichnet. Die von CATL bezogenen LFP-Zellen sind als einzige nicht zylindrisch, sondern haben ein prismatisches Format.

Was steckt wo drin?

Nun zur spannenden Frage: Welche Batterie ist in welchem Tesla-Modell verbaut?

Tesla Model 3 LFP Akku in der Basisversion

Zum Marktstart waren alle Versionen des Model 3 mit 2170-Zellen erhältlich, auf die die Ausführungen Long Range und Performance noch heute setzen. Seit 2020 allerdings verbaut Tesla in der Basis-Version den LFP-Akku, was die ohnehin gute Tesla Model 3 Batterie Lebensdauer für die Einstiegs-Variante nochmals erhöht.

Wer mit dem Tesla Model 3 LFP-Akku Erfahrungen gemacht hat, berichtet allerdings oft davon, dass es schwierig ist, den Akku auf 100 % zu laden. Den Tesla Model 3 LFP Akku kalibrieren, also sehr langsam zu laden, bis er wirklich voll ist, kann hier helfen.

Auch beim Tesla Model Y LFP-Akku in der Basisversion

Analog zum Model 3 werden auch in der Einstiegs-Version des Model Y LFP-Zellen verbaut, was der durchschnittlichen Tesla Model Y Batterie Lebensdauer ebenfalls guttut. Übrigens: Die Lebensdauer Ihres Tesla erhöhen Sie auch mit passendem Schutz-Zubehör von Teslabs – es lohnt sich!

Die restlichen Varianten des Model Y setzen auf die 2170-Zellen, wobei die Fabrikate aus der Gigafactory Texas bereits mit den neuen 4680-Zellen ausgestattet werden. Perspektivisch soll das auch mit den deutschen Model Y aus Grünheide passieren.

Tesla Model S/X: Altbewährte Technik

Bereits das erste Model S, das 2012 vom Band lief, hatte die 1865-Zellen mit NCA-Chemie verbaut. Als das Model X eingeführt wurde, bekam es ebenfalls diese Batterien verpasst. Auch heute noch baut der Elektroautobauer in seinen Flaggschiff-Modellen auf die altbewährte Technik, was auch nicht weiter überrascht.

Schließlich liefert die NCA-Technik in Sachen Reichweite und Leistung aktuell die mit Abstand beste Performance und das teure Kobalt rechnet sich durch die hohen Verkaufspreise der Oberklasse-Wagen definitiv.

Welche Erfahrungen haben Sie mit Tesla-Batterien gemacht? Schreiben Sie es weiter unten in die Kommentare.

Quelle Beitragsbild: Sung Wang via Unsplash

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