Battery technology

China war ein früher Anwender der Batterietechnologie, aber seine Dominanz wurde erst in jüngerer Zeit deutlich. Bis 2024 produzierte China mehr als sechsmal so viele Batterien wie die USA.¹ Dieser Vorsprung ist auf strategische Entscheidungen und nachhaltige Investitionen in den letzten zehn Jahren zurückzuführen, die China an die Spitze der Branche gebracht haben. Heute nutzt das Land enorme Skaleneffekte, die nicht nur die Kosten senken, sondern auch eine beschleunigte Innovation bei neuen Chemikalien und fortschrittlichen Fertigungstechniken ermöglichen.

Hintergrund: Die heutige Batterielandschaft wird von zwei primären Lithium-Ionen-Batteriechemien bestimmt: Lithium-Eisenphosphat (LFP) und Nickel-Mangan-Kobalt-Oxide (NMC).

In der Vergangenheit tendierten westliche Automobilhersteller, einschließlich großer US-Hersteller von Elektrofahrzeugen wie Tesla in seinen frühen Modellen, zu NMC-Batterien. Dies lag hauptsächlich an deren höheren Energiedichte und widerstandsfähigeren Leistung bei niedrigen Temperaturen. Das wiederum ermöglichte längere Reichweiten und bessere Performance bei Kälte.

Allerdings weisen NMC-Batterien mehrere strukturelle Nachteile auf. Sie sind beispielsweise auf teurere Metalle wie Kobalt und Nickel angewiesen, was sie kostspieliger und anfälliger für Preisschwankungen macht. Dies ist zunehmend problematisch geworden, da die Batteriekosten insgesamt in den letzten 15 Jahren um mehr als 90 % gesunken sind.² NMC Batterien stellen zudem größere Herausforderungen im Wärmemanagement dar und erfordern ausgefeiltere Kühlsysteme, um eine Überhitzung zu verhindern.

Im Gegensatz dazu haben chinesische Unternehmen stark in die Entwicklung und Verfeinerung der LFP-Technologie investiert. Einer der wichtigsten Vorteile von LFP-Batterien ist ihr Preis – sie sind etwa 30 % günstiger als NMC-Batterien.¹ Das liegt daran, dass sie neben Mineralien wie Lithiumcarbonat vergleichsweise kostengünstige Materialien wie Eisen und Phosphat verwenden. Zudem ist die LFP-Technologie thermisch stabiler als NMC-Batterien, was das Brandrisiko reduziert und das Design von Batteriepacks vereinfacht. Die chemische Zusammensetzung ist insgesamt langlebiger, mit einer längeren Zyklenlebensdauer, was langfristig zu einem höheren Restwert der Fahrzeuge führt.

Während frühe LFP-Batterien eine geringere Energiedichte als ihre NMC-Pendants aufwiesen, haben kontinuierliche Innovationen und Verfeinerungen diesen Unterschied verringert. Die Vorteile von LFP gegenüber NMC werden sich voraussichtlich weiter vergrößern.

Diese Fortschritte treiben bereits einen umfassenderen Wandel in der Branche voran. Da Automobilhersteller Kosten und Sicherheit zunehmend neben der Reichweite priorisieren, gewinnt LFP selbst in Märkten an Boden, die zuvor NMC bevorzugten. So beginnen beispielsweise mehr globale Automobilhersteller, darunter Tesla, LFP-Batterien in ihren Modellen mit Standardreichweite zu verwenden. Infolgedessen ist die LFP-Technologie zwar bereits der Standard für Elektrofahrzeuge in China, doch erwarten wir, dass sie im Laufe der Zeit auch in anderen globalen Märkten dominieren wird.

Die weltweit zunehmende Verbreitung von LFP-Batterien hat die Abhängigkeit der Elektrofahrzeugindustrie von Chinas Batterie-Lieferkette gefestigt. In jeder Phase des Produktionsprozesses, von den vorgelagerten kritischen Mineralien bis hin zur Herstellung fertiger Batteriezellen, hat China eine dominante Marktposition.

Diese Konzentration birgt sowohl Chancen als auch Risiken. Sie ermöglicht zwar Skaleneffekte und schnelle Innovationen, setzt die Branche jedoch auch potenziellen Lieferunterbrechungen und geopolitischen Risiken aus.

Daher wurde die Suche nach Batterien der nächsten Generation sowohl durch wirtschaftliche als auch durch sicherheitspolitische Überlegungen getrieben. Während chinesische Unternehmen weiter an Kostensenkungen arbeiten, wollen andere Länder ihre Abhängigkeit von China verringern.

Eine neue Technologie, die zunehmend Beachtung findet, sind Natrium-Ionen-Batterien. Das chinesische Unternehmen Contemporary Amperex Technology (CATL) ist führend in der Forschung auf diesem Gebiet. Der Hauptvorteil liegt in den Kosten. Der Hauptbestandteil, Natriumcarbonat, ist eines der am häufigsten vorkommenden Elementen der Erde und kostet etwa 30 % weniger als die Lithium-Äquivalente.³ Allerdings gibt es gewisse technische Einschränkungen, weshalb Natrium-Ionen-Batterien derzeit eher für kostengünstige Elektrofahrzeuge und Netzspeicher geeignet sind. Langfristig interessanter und potenziell bahnbrechend ist die sogenannte Festkörpertechnologie.

Alle Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus Kathoden und Anoden, zwischen denen ein Elektrolyt den Ionentransport ermöglicht und Energie erzeugt, während ein Separator Kurzschlüsse verhindert. In herkömmlichen Batterien (LFP, NMC) ist der Elektrolyt eine brennbare Flüssigkeit, die Sicherheitsrisiken birgt und die Leistung bei extremen Temperaturen mindert.

Festkörperbatterien unterscheiden sich davon erheblich, indem sie feste Materialien (z. B. Sulfide, Polymere, Oxide oder Halide) als Elektrolyt verwenden. Dadurch entfällt der Separator, was Platz spart. Die Vorteile:

• Längere Reichweite: Festkörperbatterien bieten eine potenziell 2-3 Mal höhere Energiedichte als aktuelle Lithium-Ionen-Batterien, was Reichweiten von über 1.000 km mit einer einzigen Ladung ermöglicht.
• Schnelleres Laden: Deutlich höhere Ladegeschwindigkeiten möglich.
• Thermische Stabilität: Ohne flüchtige flüssige Komponente sind Festkörperbatterien sicherer und bergen weniger Brand- oder Explosionsgefahr.
• Technologische Resilienz: Sie funktionieren in einem breiteren Temperaturbereich (–40°C bis über 100°C) als LFP (–20°C bis 55°C). Dies könnte zu einer gleichmäßigeren Leistung in raueren Klimazonen führen, in denen aktuelle Batterien erhebliche Kapazitätsverluste erleiden.

Die Entwicklung der Festkörpertechnologie ist nach wie vor mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Dies hängt zum einen mit der noch nicht erprobten Technologie und zum anderen mit den hohen Kosten zusammen. Festkörperbatterien erfordern erhebliche Vorabinvestitionen in neue Produktionslinien, da die Herstellung von Festelektrolyten wesentlich komplexer ist als die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien.

Dennoch ist China ein aktiver Akteur bei der Entwicklung der Festkörpertechnologie. Im Mai 2025 entfiel mehr als ein Drittel der weltweiten Patentanmeldungen auf China⁴. Und wie bei neuen Technologien üblich, hat die chinesische Regierung erhebliche Mittel für die Forschung und Entwicklung von Festkörperbatterien bereitgestellt und koordiniert die Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen und Herstellern.

Im Laufe der Zeit dürfte sich die Anwendung von Festkörperbatterien über Elektro-Pkw hinaus auf andere Bereiche wie elektrische Senkrechtstarter (eVTOL) einer Schlüsselkomponente der chinesischen Initiative „Low-Altitude Economy“, sowie auf die zivile Luftfahrt und Langstrecken-Lkw, wo Energiedichte, Stabilität und Sicherheit von entscheidender Bedeutung sind.

Um diese Leistungssteigerungen zu erreichen, sind jedoch mehr kritische Mineralien erforderlich. Hochleistungsfähige Festkörperdesigns basieren häufig auf Lithium-Metall-Anoden und Kathoden mit hohem Nickelanteil, um die Energiedichte und Ladegeschwindigkeit zu maximieren. Aufgrund ihres materialintensiveren Designs stehen Festkörperbatterien derzeit vor kostenseitigen Herausforderungen. Ihr Weg zur Kommerzialisierung wird stark von der Senkung der Herstellungskosten und der Entwicklung zuverlässiger Lieferketten für diese kritischen Materialien abhängen.

¹ “Global EV Outlook 2025”, IEA, 14 May, 2025 
² “Batteries and Secure Energy Transitions”, IEA, 24 Apr 2024. 
³ Jiangsu Highstar Battery Manufacutring Co Ltd, 20 Jun 2025.
⁴ Gelonghui Finance, 8 Sep 2025.