GMs endgültige Strategie für Elektroautobatterien kopiert Chinas Strategie: Supergünstige Zellen

General Motors hat gerade den neuesten und wahrscheinlich letzten Baustein einer scheinbar dreigleisigen Zellchemie-Strategie angekündigt, mit der GMs zwölf Elektroautos bis zum Ende des Jahrzehnts und darüber hinaus mit Energie versorgt werden sollen.

GM hat heute angekündigt, ab Ende 2027 in Spring Hill, Tennessee, kostengünstige Lithium-Eisenphosphat-Batteriezellen (LFP) zu produzieren. Die Umstellung der Zelllinien auf die Produktion dieser chemischen Stoffe beginnt noch in diesem Jahr. Das Zellwerk im Spring Hill-Komplex gehört Ultium Cells, dem Joint Venture von GM und LG Energy Solution. In einem GM-Montagewerk im selben Komplex werden die Elektro-SUVs Cadillac Lyriq und Acura ZDX gefertigt.

Unter Kurt Kelty, GM-Vizepräsident für Batterien, Antrieb und Nachhaltigkeit, hat das Unternehmen seine bisherige Strategie „eine Zelle für alle Elektrofahrzeuge“ diversifiziert. Kelty wurde im Februar 2024 nach Stationen bei Tesla und Panasonic eingestellt und genießt in der Branche großes Ansehen.

Die von Ultium hergestellten LFP-Zellen werden voraussichtlich im aktualisierten Chevrolet Bolt EV (Modelljahr 2026) zum Einsatz kommen, den GM voraussichtlich in zwei bis drei Monaten vorstellen wird. Die Produktion soll noch in diesem Jahr in einem Werk in Kansas anlaufen. In den ersten beiden Jahren muss GM LFP-Zellen verwenden, die aus einem anderen LG-Werk – möglicherweise einem in Südkorea – importiert werden. Diese Importe ermöglichen es GM, drei Jahre vor der Einführung seiner nächsten Zellchemie, genannt LMR , kostengünstige Eisenphosphat-Batterien auf US-Straßen zu bringen. Diese Zellchemie kostet nicht mehr als LFP, hat aber eine höhere Energiedichte.

Dennoch lässt die Umstellung einer Anlage – zu nicht näher genannten Kosten – auf die Herstellung von LFP-Zellen darauf schließen, dass diese noch eine Zeit lang im Produktprogramm bleiben werden.

Bisher wurden in allen GM-Elektrofahrzeugen nach dem Chevrolet Bolt EV (2017–2023) Nickel-Mangan-Kobalt-Aluminium-Zellen (NMCA) verwendet. Diese speichern die meiste Energie pro Volumen, sind aber aufgrund ihres Nickel- und Kobaltgehalts auch am teuersten. Verzögerungen bei der Produktion der Ultium-Module, die diese Zellen enthalten, verzögerten die Auslieferungen der GM-Elektrofahrzeugpalette um 12 bis 18 Monate, von Ende 2022 auf Anfang 2024. (Die Verkäufe von GM-Elektrofahrzeugen sind seit drei Quartalen stetig gestiegen, was darauf hindeutet, dass diese Probleme der Vergangenheit angehören könnten.)

Im Mai dieses Jahres kündigte Ultium eine zweite Zellchemie an , die als „Lithium-Mangan-reich“ (LMR) bezeichnet wird. Das Unternehmen behauptet, dass die LMR-Chemie eine um ein Drittel höhere Energiedichte bietet als Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP) gleichen Volumens – bei vergleichbaren Zellkosten – und die Kosten seiner größten Elektro-Trucks und SUVs senken wird. Diese Fahrzeuge von Cadillac, Chevrolet und GMC verwenden gigantische Batteriepacks mit 109 bis 205 Kilowattstunden.

Die ersten LMR-Zellen werden 2027 von einer Pilotlinie kommen; die Serienproduktion ist für 2028 in einem nicht genannten Werk von Ultium geplant. Da Spring Hill nun LFP-Zellen produzieren wird, ist es wahrscheinlich, dass die LMR-Zellen aus dem anderen bereits in Betrieb befindlichen Werk von Ultium Cells in Warren, Ohio, stammen werden.

Die Zugabe von Lithium-Eisenphosphat rundet die Palette der Chemikalien ab, die GM voraussichtlich von diesem Jahr bis Anfang der 2030er Jahre in seinen Elektrofahrzeugen verwenden wird. Dies gilt zumindest für die außerhalb Chinas produzierten Modelle; die verschiedenen Modelle, die GM in China baut, verwenden seit langem LFP-Chemikalien, die in diesem Land vorherrschende Chemie.

Ein Großteil des geistigen Eigentums an LFP-Chemikalien liegt im Besitz chinesischer Unternehmen. Dies hat Ford bei der Einführung von LFP-Zellen für zukünftige Elektroautomodelle in Schwierigkeiten gebracht. Ein GM-Sprecher erklärte gegenüber WIRED, dass kein chinesisches Unternehmen geistiges Eigentum an den LFP-Zellen besitzt, die Ford zusammen mit seinem Partner LG Energy Solution produzieren wird.

Während GMs bestehende NMCA-Zellen im Pouch-Format vorliegen, soll die LMR-Chemie in größeren prismatischen Zellen in einem neuen, größeren Modul untergebracht werden. GM wollte weder das Zellformat seiner zukünftigen LFP-Zellen noch das Modul, in dem sie untergebracht werden, spezifizieren. Die Module dürften jedoch kleiner sein als die neuen, sehr großen, die für die größeren LMR-Zellen entwickelt wurden – diese eignen sich möglicherweise besser für einen großen Lkw als für einen Kleinwagen wie den aktualisierten Bolt EV.

Kelty erklärte, dass der Einsatz unterschiedlicher chemischer Bausteine und Modulformate für unterschiedliche Anwendungen dem Unternehmen eine Feinabstimmung seiner Batteriestrategie ermögliche. Zudem senke es Kosten, wo es das Unternehmen für sinnvoll halte. Der Akku eines Elektrofahrzeugs ist mit Abstand die teuerste Komponente, und die einzige Hoffnung, die Preise für Elektrofahrzeuge im Ausstellungsraum anzugleichen, bestehe darin, diese Kosten deutlich zu senken.

Während nordamerikanische Autokäufer die neuen LFP-Zellen in zukünftigen Elektrofahrzeugen der Marke Chevrolet von General Motors und möglicherweise auch anderer Hersteller erleben werden, kommt die US-Produktion auch dem anderen Partner Ultium zugute. Die neuen Produktionslinien werden „unsere Bemühungen, neue chemische Zusammensetzungen und Formfaktoren zu liefern, die den ungedeckten Bedarf im Elektrofahrzeugmarkt effektiv decken, weiter beschleunigen“, sagte Wonjoon Suh, Executive Vice President und Leiter der Abteilung Advanced Automotive Battery bei LG Energy Solution.

Auch GMs Rivale Ford aus der anderen Stadtregion arbeitet daran, in Marshall, Michigan, ein eigenes LFP-Werk zu errichten und dort die Produktion über seine Batteriesparte Blue Oval aufzunehmen. Dieses Werk stößt jedoch auf Widerstand sowohl der Anwohner als auch der Politiker auf Landes- und Bundesebene, da Ford die geistigen Eigentumsrechte an den Zellen mit dem weltweit größten Hersteller von Elektrofahrzeugzellen, dem chinesischen Unternehmen Contemporary Amperex Technology (CATL) , lizenziert hat.

Auch Ford kündigte in einem Ende April veröffentlichten LinkedIn-Beitrag von Charles Poon, dem globalen Direktor für elektrifizierte Antriebstechnik, an, LMR-Zellen in zukünftigen Elektrofahrzeugen „innerhalb dieses Jahrzehnts“ einzusetzen. GM hingegen hat die Produktion für 2028 festgelegt.