Amerikaanse batterijen voor elektrische voertuigen klaar voor nieuw lithiumijzertijdperk

Batterijtechnologie die in China gangbaar is, dringt door in de Amerikaanse markt voor elektrische voertuigen, waarbij fabrikanten verder kijken dan slechtere energieopslagkenmerken om de goedkopere kosten en veiligheid te omarmen.

Lithium-ijzerfosfaattechnologie was goed voor ongeveer de helft van de batterijcapaciteit van EV’s die vorig jaar in China werden verkocht, volgens onderzoek van adviesbureau Adamas Intelligence. In de VS vertegenwoordigde de technologie in 2022 slechts 9 procent van de capaciteit, tegenover nul het jaar ervoor.

Het Amerikaanse aandeel staat echter op het punt te veranderen. Deze maand zal een start-up genaamd Our Next Energy beginnen met het maken van lithium-ijzerfosfaat- of LFP-batterijen in Michigan, volgend jaar uitbreiden na het openen van een nieuwe fabriek van $ 1,6 miljard. ONE wil tegen 2027 voldoende LFP-batterijen leveren voor 200.000 EV’s.

Vorige maand kondigde Ford aan dat het een licentie zou nemen voor technologie om LFP-batterijen voor zijn auto’s te maken van de in China gevestigde leverancier CATL, daarbij verwijzend naar de noodzaak om klanten een goedkopere optie te bieden. Een senior directeur van General Motors zei in februari dat het bedrijf de mogelijkheid onderzoekt om LFP’s te gebruiken om de kosten te verlagen.

De batterij-industrie “heeft zeker de tweede komst van LFP gezien in de afgelopen jaren, en die golf begint zich naar het westen te verplaatsen”, zegt Ryan Castilloux, oprichter van Adamas Intelligence.

LFP-batterijen zijn een vorm van lithium-ionbatterijen, de belangrijkste vorm van energieopslag in elektrische voertuigen. De batterijen in elektrische auto’s die tot nu toe in de VS zijn verkocht, bevatten voornamelijk een combinatie van nikkel met mangaan en kobalt (NMC) of mangaan en aluminium in de kathode van een batterij.

Dergelijke ‘nikkelrijke’ batterijen hebben een relatief hoge energiedichtheid, waardoor ze per gewichtseenheid meer elektriciteit kunnen opslaan. Deze kwaliteit stelt bestuurders in staat om verder te reizen op een enkele lading – een groot pluspunt in een uitgestrekt Amerikaans landschap waar reizen vaak langer zijn. Maar nikkelrijke batterijen kosten op energiebasis meer dan LFP-technologie.

LFP-batterijen bevatten minder energie per pond dan nikkelrijke batterijen, maar kunnen vaker worden opgeladen voordat ze verslijten. Dit maakte ze geschikt voor taxi’s die actief zijn in Chinese megasteden met een algemeen beschikbare oplaadinfrastructuur. De lagere energiedichtheid van LFP-batterijen was minder een probleem voor auto’s die minder wogen dan de vrachtwagens en SUV’s waar Amerikaanse consumenten de voorkeur aan geven.

In de VS wordt LFP “gezien als de minder gewilde . . . chemie”, zegt Chloe Herrera, analist loodbatterijen bij Lux Research. Actieradius wordt door Amerikaanse chauffeurs als te belangrijk beschouwd om op te offeren ten gunste van de prijs.

“In de [US] batterijgemeenschap, als je vier jaar geleden met iemand had gesproken, zou niemand hebben gezegd dat je LFP in een voertuig zou krijgen,’ zei ze.

Een van de factoren die de Amerikaanse belangstelling voor LFP-technologie aanwakkert, zijn de hogere kosten van nikkel en kobalt naarmate de verkoop van elektrische auto’s toeneemt.

De prijs van nikkel is de afgelopen drie jaar meer dan verdubbeld, met een sprong een jaar geleden toen Rusland, een leverancier van het metaal, Oekraïne binnenviel. Het grootste deel van het kobalt in de wereld wordt gedolven in de Democratische Republiek Congo, vaak onder bestraffende omstandigheden voor arbeiders, en de prijs schoot tussen 2020 en 2022 ook omhoog om vervolgens terug te vallen tot ongeveer het niveau van drie jaar geleden.

Naast de aantrekkingskracht van LFP in de VS, is de technologie ook betaalbaarder geworden naarmate de patenten erop verlopen. En de verspreiding van openbare laadstations – die zal versnellen met een impuls van federale subsidies – kan de bezorgdheid van automobilisten over lege batterijen verminderen, zei Jeff Chamberlain, die Volta Energy Technologies leidt, een durfkapitaalbedrijf dat investeert in batterijbedrijven. LFP-batterijen vatten ook minder snel vlam dan nikkelrijke batterijen.

Snauwende toeleveringsketens en Amerikaanse inspanningen om de afhankelijkheid van Chinese invoer te verminderen, kunnen ook de LFP-technologie in de VS stimuleren. De Inflation Reduction Act, de belangrijkste Amerikaanse klimaatwet, bevordert een binnenlandse toeleveringsketen voor elektrische auto’s en ontmoedigt autofabrikanten om gebruik te maken van leveranciers die gevestigd zijn in “een buitenlandse entiteit van zorg”, zoals China.

De subsidies in de wet stellen nieuwe bedrijven in staat om op kosten te concurreren met gevestigde spelers terwijl ze groeien van kleine naar grote volumes, zei Our Next Energy-topman Mujeeb Ijaz.

“We hadden veel klanten die naar ons keken, en ze veranderen nu van geïnteresseerd, nieuwsgierig naar ‘Laat me zien of je kunt opschalen en teken daadwerkelijk een leveringsovereenkomst’,” zei hij. “Het heeft veel klantactiviteit vanaf de zijlijn verplaatst.”

Tesla loopt voorop bij het brengen van LFP-technologie naar Noord-Amerika. De grootste Amerikaanse EV-producent begon in 2020 lithium-ijzerbatterijen te gebruiken die door CATL werden geleverd voor auto’s die in China werden verkocht, en breidde dat in 2021 uit naar enkele auto’s die in de VS werden verkocht. Elon Musk, CEO van Tesla, vertelde investeerders woensdag dat de massa van de aarde meer ijzer bevat dan enig ander element.

“We zullen zeker niet zonder ijzer komen te zitten. Er is zoveel ijzer dat het krankzinnig is,’ zei hij.

Volgens Kelley Blue Book waren er in de VS in totaal 810.000 EV’s verkocht in 2022, waarvan 99.500 gebruikte LFP-batterijen, volgens Adamas Intelligence. Tesla was goed voor de “meerderheid” van de verkopen van LFP-modellen, zei Castilloux.

Tesla’s “nieuwe aandrijflijn is compatibel met elke batterijchemie – dat geeft ons een grote flexibiliteit bij het inkopen van batterijen”, aldus Colin Campbell, het hoofd aandrijflijntechniek van het bedrijf.

Niet meer dan 20 procent van de aangekondigde batterijproductiecapaciteit in de VS is gepland voor LFP’s, zei Alla Kolesnikova, hoofd data en analyse voor Adamas Intelligence. Maar het adviesbureau verwacht dat “alle grote [carmakers] zal neigen naar LFP voor EV-modellen op instapniveau, waardoor het aandeel van LFP tegen het midden van het decennium dichter bij de 30 procent zal komen”.

Kore Power, een Amerikaanse start-up op het gebied van batterijen met een investering van $ 75 miljoen onder leiding van een dochteronderneming van het Duitse Siemens, verwacht ook een groeiende vraag naar LFP-batterijen. Een fabriek die Kore eind 2024 in Arizona wil openen, zal twee assemblagelijnen hebben, één voor NMC en één voor LFP. De tweede bouwfase zal “voornamelijk” LFP-capaciteit toevoegen, zei een woordvoerster van Siemens.

Chamberlain, die voorheen het batterij-onderzoeksprogramma van het Argonne National Laboratory leidde, zei dat autofabrikanten niet van de ene op de andere dag van NMC-batterijen naar LFP zullen overstappen. De markt groeit snel genoeg dat beide nodig zullen zijn, en met miljarden geïnvesteerd in het bouwen van nieuwe batterijfabrieken, “hebben ze veel verzonken kapitaal”.