LFP-Akku: Welche Vor- und Nachteile hat Lithium-Eisenphosphat im Stromspeicher?

Dass sich LFP in Heimspeichern durchgesetzt hat, liegt weniger an neuen Erfindungen als an einer alten Eigenschaft des Materials: seiner Kristallstruktur.

Wie LFP den Speichermarkt erobert hat

Das Kürzel LFP steht für das Kathodenmaterial Lithium-Eisenphosphat (LiFePO₄). Anders als NMC-Zellen, deren Kathode Nickel, Mangan und Kobalt enthält, kommt es ohne Nickel und Kobalt aus.

Im deutschen Heimspeichermarkt hat die Zellchemie in wenigen Jahren die Führung übernommen. Forschende der HTW Berlin um Johannes Weniger schätzen auf Basis von Datenblättern und Marktdaten von EUPD Research, dass 2022 rund zwei Drittel der verkauften Lithium-Ionen-Speichersysteme LFP-Zellen enthielten. Seit 2018 hat sich der Anteil damit verdoppelt, NMC-Systeme kamen 2022 nur noch auf zwölf Prozent.

Bei den kleinen Speichern für Balkonkraftwerke ist LFP inzwischen die Regel. Die EcoFlow Speicher der STREAM-Serie arbeiten ebenso mit Lithium-Eisenphosphat wie die tragbaren Powerstations desselben Herstellers. Das zeigt auch ein Blick ins Sortiment von Balkonstrom, einem Onlinehändler für Balkonkraftwerke und Stromspeicher mit Showroom in München: Die dort angebotenen Speicher von EcoFlow und Hoymiles nutzen durchweg LiFePO₄-Zellen. Warum aber hat ausgerechnet die Zellchemie mit der geringeren Energiedichte das Rennen gemacht? Weil im stationären Einsatz zwei andere Eigenschaften mehr zählen als das Gewicht: Lebensdauer und thermische Stabilität.

Die Vorteile: viele Zyklen und hohe thermische Stabilität

Wer sich etwa die Hoymiles HiBattery genauer ansieht, findet im Datenblatt der 4020-Modelle mindestens 8.000 Ladezyklen und zehn Jahre Herstellergarantie. Das ist mehr, als ein Speicher am Balkonkraftwerk in seinem Leben braucht: Selbst wenn er an jedem Tag des Jahres einmal voll geladen und wieder entladen würde, kämen in zehn Jahren rund 3.650 Zyklen zusammen. Wichtig für den Vergleich ist die Bezugsgröße. Der Wert gilt bis zu einem Gesundheitszustand von 70 Prozent der ursprünglichen Kapazität, Zyklenangaben ohne diese Angabe lassen sich zwischen Herstellern kaum vergleichen.

Der zweite Vorteil ist die Stabilität bei Hitze. In der Kathode sind die Atome in einer sogenannten Olivinstruktur angeordnet, die Phosphat und Sauerstoff fest aneinander bindet; diese Bindung löst sich auch bei hohen Temperaturen kaum. Laut einer Auswertung des Fachportals Battery Design, die sich auf Kalorimetrie-Messungen und Arbeiten im „Journal of Power Sources“ stützt, beginnt die Selbsterhitzung einer LFP-Zelle unter adiabatischen Laborbedingungen erst bei etwa 150 bis 170 Grad Celsius, bei einer NMC-Zelle dagegen schon bei 90 bis 110 Grad. Kommt es zum thermischen Durchgehen, setzt die LFP-Zelle mit 10 bis 15 Kilojoule pro Amperestunde ungefähr halb so viel Energie frei wie die NMC-Zelle.

LFP und NMC im Vergleich

Quellen: HTW Berlin (Marktanteile, Schätzung auf Basis von EUPD-Daten), Battery Design (thermische Kennwerte, Richtwerte je nach Zellgröße und Alter).

Heißt das, ein LFP-Speicher kann gar nicht brennen? Nein. Die Werte beschreiben einzelne Zellen unter Laborbedingungen, und sie verschieben die kritische Schwelle nach oben, statt sie aufzuheben. Wie sicher ein Speicher im Alltag ist, hängt zusätzlich vom Batteriemanagement, vom Gehäuse und vom Aufstellort ab.

Die Nachteile: Gewicht, Spannung und ein unterschätztes Risiko

Der größte Nachteil von LFP ist die geringere Energiedichte. Für dieselbe Kapazität braucht ein LFP-Speicher mehr Material, er fällt schwerer und größer aus. Im Elektroauto, wo jedes Kilogramm die Reichweite kostet, ist das ein echtes Argument. Bei einem Speicher, der dauerhaft im Abstellraum oder auf dem Balkon steht, spielt es eine kleinere Rolle.

Hinzu kommt die niedrigere Zellspannung von rund 3,2 Volt. Ein Speicher mit 12,8 Volt Nennspannung, wie ihn Hoymiles für seine 4020-Modelle angibt, schaltet dafür vier Zellen in Reihe. Weil die Spannung von LFP-Zellen über einen großen Teil des Ladebereichs kaum schwankt, ist der genaue Ladestand außerdem schwerer zu bestimmen als bei anderen Zellchemien.

Weniger bekannt ist ein Risiko im Fehlerfall. Ein Forschungsteam um Wojciech Mrozik von der Newcastle University hat 2026 im „Journal of Power Sources“ die Sicherheitsprofile von Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen- und Festkörperbatterien verglichen. Die LFP-Kathode gibt zwar selbst oberhalb von 300 Grad kaum Sauerstoff ab, beim Versagen einer Zelle können jedoch Fluorwasserstoff-Konzentrationen von 3.000 bis 8.000 ppm entstehen. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass sich LFP „nicht einfach als ‚sicherer‘ als NMC bezeichnen“ lasse.

Was folgt daraus für den Kauf eines Speichers? Die Zellchemie ist ein guter Ausgangspunkt, aber kein Gütesiegel. Drei Angaben im Datenblatt sagen mehr als das Kürzel LFP allein:

Wo LFP an Grenzen stößt und was danach kommt

Wo Bauraum und Gewicht knapp sind, behalten nickel- oder kobalthaltige Zellen ihren Platz: in Elektroautos mit großer Reichweite, in Smartphones und in vielen Akkuwerkzeugen. Im stationären Speicher dagegen gilt LFP derzeit als Standard, an dem sich neue Technologien messen lassen müssen.

Der naheliegendste Kandidat ist die Natrium-Ionen-Batterie. Sie verzichtet auf Lithium und setzt nach der Auswertung der Newcastle-Gruppe erst bei 220 bis 260 Grad Celsius zum thermischen Durchgehen an, NMC-basierte Lithium-Ionen-Zellen bereits bei 170 bis 220 Grad. Auch der Wasserstoffanteil im Abgas lag in den ausgewerteten Daten mit rund 30 Prozent niedriger als bei LFP mit rund 42 Prozent. Festkörperbatterien, die ganz ohne brennbaren flüssigen Elektrolyten auskommen, gelten als noch robuster, sind für Heimspeicher aber noch nicht verbreitet. Bis sich das ändert, bleibt Lithium-Eisenphosphat für die meisten Speicher die solide Wahl.

Das Wichtigste in Kürze