Tesla Ladepark von oben

Der große Akkuvergleich: NCA vs. NMC vs. LFP

In diesem Artikel behandeln wir das Thema Akkutypen im Tesla und auch anderen Elektroautos. Wir schreiben über die drei bekanntesten Akkutypen und klären auch über Neuheiten auf.

In den vergangen Jahren hat sich die Elektromobilität in sehr vielen Hinsichten verändert. Während in der Technologie der Autos mit Verbrennungsmotor die Fortschritte nur sehr langsam vor sich gehen, sind die Sprünge in der Elektromobilität von Jahr zu Jahr enorm. Besonders die Akku/Batteriezellen Technologien verbessern sich von Jahr zu Jahr und sind somit ein spannendes Thema. Das hat über die Jahre verschiedene Akkutypen hervorgebrach, die wir in diesem Artikel genauer beleuchten und dir einen Überblick geben. Außerdem erfährst du wie du herausfinden kannst, welcher Akku in deinem Tesla oder Elektroauto einer anderen Marke verbaut ist.

Tesla am laden
Credit Tesla

Tesla Akku

Der Akku eines Elektroautos, so auch der Tesla Akku, besteht aus tausenden einzelnen kleinen Batteriezellen. Die Batterie beschreibt das einzelne Teilchen, was in seiner Masse den Akku ergibt. Die einzelnen Batterien haben bei Tesla eine zylindrische Form. Die ist vergleichbar mit den AA Batterien, die man aus dem Haushalt kennt - nur etwas größer.

Akkutypen

Tesla verbaut in ihren Elektroautos drei verschiedene Akkutypen. Diese unterscheiden sich nicht nur in der Größe, sondern vor allem in der Zellchemie. Das bringt verschiedene Vor- und Nachteile mit sich, die wir im folgenden erläutern.

NCA Akku

Der NCA-Akku (Nickel-Cobalt-Aluminium) ist eine Batterietechnologie, die von Tesla in seinen Elektrofahrzeugen schon seit dem ersten Tesla Roadster eingesetzt wird. Diese ist in ihrer Chemie eine Variante der bekannten Lithium-Ionen-Batterien.

Tesla intern werden diese Batterien aufgrund ihrer Maße als 1865, 2170 und 4680 Batterien bezeichnet (18/21/46mm Durchmesser, 65/70/80mm Höhe). Diese werden durch Tesla von Panasonic und LG chem. bezogen.

Die Zusammensetzung des NCA-Akkus umfasst Nickel, Cobalt und Aluminium. Nickel bietet eine hohe Energiedichte und ermöglicht eine effiziente Energieübertragung, während Kobalt die Stabilität und Lebensdauer der Batterie verbessert. Aluminium wird in der Kathode verwendet, um die strukturelle Integrität zu stärken und die Leitfähigkeit zu erhöhen.

Tesla integrierte NCA-Zellen erstmals 2012 in die ersten Model S-Fahrzeugen. Insbesondere in den frühen Tagen der Elektromobilität war die Auswahl von Zellen mit hoher Energiedichte entscheidend. Die Effizienz der Elektroantriebe war zu dieser Zeit noch nicht auf dem heutigen Niveau, und um eine ausreichende Reichweite im Alltag und eine leistungsstarke Beschleunigung zu gewährleisten, waren Zellen mit hoher Energiedichte erforderlich. Und NCA-Zellen erfüllten diese Anforderungen erfolgreich.

Vorteile

 

  • Sehr hohe Energiedichte der Batterie und damit pro KG höhere Reichweite

  • Höheres Leistungspotential (Daher auch in Plaid Modellen zu sehen)

  • Gute Schnellladefähigkeiten der Zelle

  • Leichter als LFP Akkus

  • 3.000 Ladezyklen realistisch (750.000 km bei 250 km pro Zyklus)

Nachteile

 

  • "Höhere" Brandgefahr der Batteriezellen

  • 80% Nickelgehalt (Problematischer Rohstoff)

  • Optimal Ladung zwischen 20% und 80% sollte möglichst eingehalten werden

  • Teurer als LFP Batterie

NMC Akku

Der NMC-Akku (Nickel-Mangan-Kobalt) ist in der Zellchemie und auch anderen Punkten sehr vergleichbar mit den NCA Akkus. Dabei ist die Energiedichte aber niedriger, als bei NCA Akkus.

Der NMC Akku kann als weiterentwickelter NCA Akku bezeichnet werden. Durch den Einsatz von Aluminium wurde der Nickel-Anteil zugunsten der Umweltverträglichkeit extrem vermindert. Diese Zusammensetzung ermöglicht eine gute Balance zwischen Energiedichte, Lebensdauer und Kosten.

Ein wesentlicher Vorteil von NMC-Akkus ist ihre hohe Energiedichte, was bedeutet, dass sie eine beträchtliche Menge Energie speichern können, was besonders für Elektrofahrzeuge wichtig ist. Diese Akkus bieten auch eine verbesserte Lebensdauer im Vergleich zu reinen Cobalt-Akkus. Die Mischung aus Nickel, Mangan und Cobalt ermöglicht eine optimale Balance zwischen Kosten, Leistung und Energiedichte.

Allerdings sind NMC-Akkus temperatursensitiv, was bedeutet, dass ihre Leistung bei extremen Temperaturen beeinträchtigt werden kann. Trotzdem sind NMC-Akkus aufgrund ihrer ausgewogenen Eigenschaften beliebt und Tesla benutzt sie seit 2021 vor allem in Modellen die eine hohe Batteriekapazität haben.

Vorteile

 

  • Bessere Umweltverträglichkeit, weil weniger Nickel

  • Gute Schnelladefähigkeiten der Batteriezellen

  • Hohes Leistungspotential (Daher in Performance Modellen)

  • Leichter und pro KG höherer Reichweite

Nachteile

 

  • "Nur" 2.000 Ladezyklen (500.000 km bei 250 km pro Ladung) der Batteriezellen

  • Teurer als LFP Batterie

  • Optimal Ladung zwischen 20% und 80% sollte möglichst eingehalten werden

LFP Akku

Der LFP-Akku (Lithiumeisenphosphat) von Tesla hat in den letzten Jahren verstärkt an Bedeutung gewonnen. Im Vergleich zu anderen Akkutypen, die Nickel, Mangan oder Kobalt enthalten, besteht der LFP-Akku aus Lithium, Eisen und Phosphat. Diese Zusammensetzung bringt einige spezifische Eigenschaften mit sich, die ihn für Tesla attraktiv macht. Außerdem sind LFP Zellen, im Gegensatz zu den beiden vorigen nicht zylindrisch sondern prismatisch und damit leichter im Unterboden anzuordnen.

Ein wesentlicher Vorteil des LFP-Akkus ist seine verbesserte Stabilität und Sicherheit mit Temperaturunterschieden. Er neigt nicht dazu, bei hohen Temperaturen zu überhitzen, was die Langlebigkeit des Akkus fördert und das Risiko von thermischen Ausfällen minimiert.

Ein weiterer Pluspunkt ist die geringere Umweltauswirkung aufgrund des Verzichts auf seltene und teure Materialien wie Kobalt. Das macht den LFP-Akku nicht nur kosteneffizienter, sondern auch umweltfreundlicher. Trotzdem weist er im Vergleich zu anderen Akkutypen eine etwas niedrigere Energiedichte auf, was bedeutet, dass er etwas schwerer ist und weniger Energie pro Gewichtseinheit speichern kann. Daher setzt Tesla diesen Akkutyp seit 2020 nur in Modellen mit einer "kleineren" Batterie ein.

Tesla bezieht den LFP Akku von CATL. CATL ist einer der größten Energiespeicher Hersteller der Welt und einer der größten Zulieferer der Automobilindustrie.

Vorteile

 

  • Kostengünstigste Batteriezellen

  • Gute Umweltverträglichkeit

  • Höhere Lade- und Entladezyklen der Zelle

  • Sind nicht entflammbar bei Beschädigung oä.

  • Können ohne Probleme auf 100% geladen werden und bis 0% entladen werden. -> Kein Schaden des Batteriepakets

  • Lebensdauer: 10.000 Ladezyklen (2.500.000 km bei 250 km pro Ladung)

 

Nachteile

 

  • Geringere Energiedichte und Kapazität als andere Batteriezellen -> pro KG Batterie weniger Reichweite

  • Höheres Gewicht und Platzanspruch

  • Schlechtere Performance bei sehr niedrigen Temperaturen (ab -25°C)

 

In welchem Auto ist welcher Akkutyp

In folgender Liste sind alle Tesla Autos aufgezählt, die aktuell bei Tesla erworben werden können.

Beim klick auf den Link, kommst du zu genaueren Informationen des jeweiligen Fahrzeug mit Batterietyp.

Einen Gesamtüberblick über alle Tesla Modelle findest du hier.

 

 

SR = Standard Range

LR = Long Range

P = Performance

Tesla am laden
Credit Tesla

Wie kann ich den Zustand der Batterie auslesen?

Der Zustand der Batterie kann mit einem OBDII Dongle ausgelesen werden.

Das Auslesen des Batteriezustands deines Teslas mit einem OBDII-Dongle erfordert allerdings einige Schritte und die Verwendung von Drittanbieter-Software. Hier ist eine allgemeine Anleitung, wie du deine Tesla Batterie auslesen kannst:

1. Besorgen dir ein OBDII-Dongle: Kauf dir ein OBDII-Dongle, das mit deinem Tesla kompatibel ist. Stelle sicher, dass es die erforderlichen Funktionen und Protokolle unterstützt, um auf die Fahrzeugdaten zuzugreifen. Es gibt für die verschiedenen Tesla Modelle verschiedene passende Dongle.

2. Verbinde das OBDII-Dongle: Suche den OBDII-Port in deinem Tesla. Dieser Port befindet sich normalerweise unterhalb des Lenkrads im Fahrerraum oder im hinteren Teil der Mittelkonsole. Schließe dann das Dongle an den OBDII-Port an.

3. Installiere eine kompatible App: Lade dir eine OBDII-App auf dein Smartphone oder Tablet herunter. Es gibt verschiedene Apps von Drittanbietern, die mit OBDII-Dongles kompatibel sind.

4. Verbinde die App mit dem Dongle: Starten Sie die App und verbinden Sie sie mit Ihrem OBDII-Dongle. Dies erfolgt normalerweise über Bluetooth. Gute Apps zum auslesen, sind unter diesem Link aufgelistet.

5. Lese die Batteriedaten aus: Sobald die Verbindung hergestellt ist, kannst du in der App auf die Batterieinformationen zugreifen. Die verfügbaren Daten können je nach App und Dongle variieren, enthalten jedoch in der Regel Informationen zur Batterielebensdauer, zur aktuellen Ladung und zur Reichweite.

tesla am laden
Credit Tesla

Zukunft

Die Zukunft der Batterie in einem Elektroauto ist schwer vorherzusagen. Die Technologie steht noch am Anfang und wird in den nächsten Jahren extrem weiterentwickelt werden.

Aller Voraussicht nach wird es verschiedene Akkutypen geben, je nach Nutzungsverhalten des Elektroautos. Vermutlich wird es unterschiedliche Zellformate zur Verfügung geben, die je nach Elektroauto mehr oder weniger Sinn ergeben. LFP Akkus werden sich in Autos mit geringerer Batteriekapazität vermutlich auf kurze Sicht durchsetzen, während für größerer Kapazitäten dann NCA oder NMC Akkus die kurzfristige Zukunft sind.

Natrium Akkus

Ein spannender Teilbereich ist auch die Forschung an Natrium Akkus, die durch den Einsatz von Natrium viel weniger seltene Erden benötigen und einen geringeren Preis haben, sowohl in der Produktion als dann auch im Verkauf. Die Daten zeigen klar, dass Natrium Akkus für ihr Gewicht ineffizienter sind als Lithium Ionen Akkus, aber gerade für Elektroautos die in der Stadt gefahren werden ist das eine interessante Alternative. Natrium ist zwar endlich, aber kommt in einer nahezu unerschöpflichen Menge auf der ganzen Erde vor.

Der chinesische Elektroautohersteller Yiwei verkauft in China das erste Fahrzeug mit einer Natrium Chemie in der Zelle in der Massenproduktion.

Die Forschung an Natrium Akkus steht noch am Anfang, aber in die Zukunft geblickt ist das eine Interessante neue Technologie aus der Chemie, die nach und nach die aktuellen Batteriezellen ablösen könnte.

Es ist extrem wichtig, dass gerade bei dem kritischsten Punkt in der Elektromobilität, den Batteriezellen und deren Chemie ständig geforscht wird um E Autos in naher Zukunft umweltfreundlicher und günstiger herstellen zu können.

Zusammenfassung

Tesla verwendet verschiedene Arten von Batterien in seinen Elektrofahrzeugen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Vor- und Nachteile haben. In den vergangenen Jahren hat sich die Elektromobilität rasant weiterentwickelt, und die Batterietechnologie spielt dabei eine zentrale Rolle.

1. NCA Chemie (Nickel-Cobalt-Aluminium)

2. NMC Chemie(Nickel-Mangan-Kobalt)

3. LFP Chemie (Lithiumeisenphosphat)

Die Wahl des Akkutyps hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Batteriegröße, die Leistung und die Umweltauswirkungen. Die Forschung arbeitet auch an zukünftigen Batterietechnologien, darunter eine Natrium Chemie, die möglicherweise in der Elektromobilität eine Rolle spielen könnten.

Die Batterietechnologie entwickelt sich ständig weiter, und in der Zukunft werden wahrscheinlich verschiedene Akkutypen je nach Einsatzzweck und Umweltauswirkungen verwendet werden. Die Forschung in diesem Bereich ist entscheidend, um umweltfreundlichere und kostengünstigere Elektrofahrzeuge zu entwickeln.

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Teslas an den SUperchargern
Credit Tesla

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