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Großspeicherzellen vs. Antriebszellen: Warum sie nicht gemischt werden dürfen

Comparison of grid‑scale energy storage cells vs EV power cells and why they differ.

In den letzten Jahren hat sich der Markt für Lithiumbatterien in zwei Hauptanwendungen aufgeteilt: Großspeicherzellen, die für stationäre Energiespeichersysteme (ESS) vorgesehen sind, und Antriebszellen, die in Elektrofahrzeugen (EV) eingesetzt werden. Obwohl beide Technologien auf Lithium basieren, unterscheiden sie sich grundlegend in Design, Leistung, Sicherheitsstandards und Lebensdauer.

Trotzdem versuchen manche, Kosten zu senken, indem sie diese beiden Arten von Batteriezellen vermischt oder zweckentfremdet einsetzen – ein Vorgehen, das erhebliche Sicherheitsrisiken und wirtschaftliche Konsequenzen hat.

Diese Analyse erklärt, warum Großspeicherzellen und Antriebszellen nicht austauschbar sind und warum ein professionelles ESS ausschließlich passende Zellen einsetzen muss.

Unterschiedliche Designphilosophie

Großspeicherzellen (ESS-Zellen) sind für stationäre Anwendungen konzipiert, bei denen über viele Jahre hinweg tägliche Lade- und Entladezyklen entstehen. Sie legen den Schwerpunkt auf thermische Stabilität, Langlebigkeit und Sicherheit. Diese Zellen arbeiten in moderaten C-Raten, um eine Lebensdauer von oft mehr als zehn Jahren und über 6000 Zyklen zu gewährleisten.

Antriebszellen (EV-Zellen) hingegen werden für dynamische, schnelle Leistungsanforderungen entwickelt. Ein Elektrofahrzeug benötigt hohe C-Raten für Beschleunigung, Rekuperation und wechselnde Lastspitzen. Die Priorität liegt auf Energiedichte und Leistungsfähigkeit, nicht auf einer extrem langen Zyklenlebensdauer.

Diese beiden Designziele widersprechen sich grundlegend – daher sind die Zellen nicht kompatibel.

Unterschiedliche elektrische und thermische Eigenschaften

Großspeicherzellen arbeiten mit stabilen Stromprofilen, niedrigen C-Raten und gezielter Wärmeableitung. Sie sind dafür optimiert, täglich gleichmäßige Energie über längere Zeiträume abzugeben.

Antriebszellen sind auf kurzfristige Spitzenlasten ausgelegt. Sie können hohe Ströme liefern, erzeugen aber mehr Wärme und benötigen eine präzise Temperaturkontrolle. Werden sie in einem stationären ESS eingesetzt, laufen sie außerhalb ihrer optimalen Betriebsbedingungen und altern deutlich schneller.

Dieser Missbrauch kann zu Spannungsschwankungen, Effizienzverlusten und einem erhöhten Sicherheitsrisiko führen.

Unterschiedliche Betriebsprofile

Ein stationäres ESS arbeitet rund um die Uhr, oft zyklisch und mit wiederkehrenden Lastprofilen. Die Zellen müssen Tausende konstante Vollzyklen über viele Jahre bewältigen.

Ein Elektrofahrzeug wird in völlig unregelmäßigen Mustern betrieben – Beschleunigen, Bremsen, Teillast, Laden, Temperaturwechsel. Diese Belastung passt nicht zu den gleichmäßigen, langfristigen Anforderungen eines ESS.

Die Zellen sind daher in ihrer Materialstruktur, Elektrodenstärke und Sicherheitstechnik vollkommen unterschiedlich aufgebaut.

Sicherheit: Der wichtigste Unterschied

Stationäre Energiespeichersysteme befinden sich häufig in Gebäuden, Fabriken, Rechenzentren oder Industrieanlagen. Die Sicherheitsanforderungen sind extrem hoch. Aus diesem Grund verfügen Großspeicherzellen über:

  • dickere Elektroden zur besseren Wärmeableitung

  • stabilere Elektrolyte

  • strengere Prüfverfahren

  • optimierte Konstruktion zur Vermeidung thermischer Ereignisse

Antriebszellen besitzen aufgrund ihrer hohen Energiedichte ein höheres Potenzial für Überhitzung oder thermisches Durchgehen (Thermal Runaway). Wenn sie in großen ESS-Systemen eingesetzt werden, steigt das Risiko exponentiell.

Globale Normen wie IEC 62619 schreiben deshalb vor, dass nur speziell zertifizierte ESS-Zellen verwendet werden dürfen.

Warum einige Anbieter trotzdem Antriebszellen verwenden

ESS BMS

Die Hauptmotivation lautet: niedrigerer Einkaufspreis.

Antriebszellen werden in massiver Stückzahl produziert und sind daher günstiger. Manche unprofessionelle Anbieter verbauen:

  • EV-Zellen in stationären Systemen

  • gemischte Zellchargen oder B-Ware

  • recycelte oder gebrauchte EV-Zellen

Dies führt jedoch zu:

  • schneller Degradation

  • verringerter Kapazität

  • geringerer Lebensdauer

  • potenziellen Brandrisiken

Seriöse ESS-Hersteller würden solche Praktiken niemals akzeptieren.

Wirtschaftliche Auswirkungen

Auch wenn Antriebszellen auf den ersten Blick günstiger wirken, sind Großspeicherzellen langfristig viel wirtschaftlicher. Ihre längere Lebensdauer, stabilere Leistung und höhere Sicherheit führen über die Jahre zu einem deutlich niedrigeren Levelized Cost of Storage (LCOS).

Ein ESS, das mit EV-Zellen gebaut wurde, verliert oft bereits nach wenigen Jahren deutlich an Kapazität und muss unter Umständen komplett ersetzt werden – ein hoher finanzieller Verlust.

Fazit: Keine Mischung, keine Kompromisse

Großspeicherzellen und Antriebszellen verfolgen vollkommen verschiedene technische Ziele.

ESS-Zellen sind für Sicherheit und Langlebigkeit optimiert.
EV-Zellen sind für hohe Leistung und Dynamik optimiert.

Das Vermischen oder Zweckentfremden der Zelltypen:

  • gefährdet die Sicherheit

  • verkürzt die Lebensdauer

  • führt zu schlechten Betriebsergebnissen

  • erhöht das Brandrisiko

Für professionelle Energiespeichersysteme gilt daher:

**ESS-Zellen gehören in ESS.

EV-Zellen gehören in Fahrzeuge.
Sie dürfen niemals gemischt werden.**

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