Lithium für die Elektromobilität

Das rasante Wachstum der Elektromobilität macht Lithium von einem strategischen Rohstoff zu einem entscheidenden Faktor für die Zukunft der Automobilindustrie. Da immer mehr Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sind, steigt die Nachfrage nach Batterien weiter an, was den Bedarf an einer Lieferkette erhöht, die in der Lage ist, ausreichende Mengen an Lithium, veredelt und zu batterietauglichen Materialien verarbeitet, bereitzustellen, um den Marktanforderungen gerecht zu werden.

Doch die Herausforderung geht über die Produktionsmengen hinaus. Die Batterietechnologien entwickeln sich rasant weiter: Die chemischen Zusammensetzungen ändern sich, manche sind zunehmend weniger auf Materialien wie Nickel und Kobalt angewiesen, und Alternativen wie LFP-Batterien (Lithium-Eisen-Phosphat) gewinnen an Boden. Dennoch bleibt ein Element für die wichtigsten Batterietechnologien, die heute in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, unverzichtbar: Lithium.

Daher lässt sich diese Herausforderung nicht allein unter dem Gesichtspunkt der Gewinnung betrachten. Durch das Wachstum des Elektrofahrzeugmarktes gewinnt die gesamte Wertschöpfungskette zunehmend an Bedeutung – von der Rohstoffgewinnung und -veredelung über die Herstellung von Vorprodukten in Batteriequalität bis hin zur Rückgewinnung von Lithium aus Altbatterien. Entlang dieser gesamten Kette können Technologien wie die elektrochemische Lithiumveredelung dazu beitragen, industrielle Prozesse effizienter, skalierbarer und kreislauforientierter zu gestalten.

Der Zusammenhang zwischen der Verbreitung von Elektrofahrzeugen und der Nachfrage nach Batterien wird immer deutlicher. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) erreichte der weltweite Einsatz von EV-Batterien im Jahr 1,2 TWh – fast 30 % mehr als im Vorjahr und mehr als das Siebenfache des im Jahr 2020 verzeichneten Wertes. Elektrofahrzeuge machten mehr als 70 % der weltweiten Batterieinstallation aus, wobei Personenkraftwagen und andere leichte Nutzfahrzeuge über 85 % der Nachfrage nach EV-Batterien ausmachten.

Und der Markt ist noch weit davon entfernt, sein volles Potenzial auszuschöpfen. Nach dem STEPS-Szenario (Stated Policies Scenario) der IEA, das bereits von Regierungen angekündigte politische Maßnahmen berücksichtigt, könnte der Einsatz von EV-Batterien bis 2030 fast 3 TWh erreichen und sich bis 2035 der 5-TWh-Marke nähern.

Diese Expansion hat direkte Auswirkungen auf den Rohstoffbedarf. IRENA nennt Lithium, Graphit, Nickel, Mangan, Kupfer, Phosphor und Kobalt als Materialien, die für die Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge benötigt werden, und hebt dabei das erhebliche Wachstum in den entsprechenden Lieferketten hervor, das erforderlich ist, um die Verbreitung von Elektrofahrzeugen zu unterstützen.

Die Herausforderung besteht daher nicht einfach darin, mehr Batterien herzustellen. Der Ausbau der Elektromobilität muss mit einer höheren industriellen Kapazität entlang der gesamten Batterie-Wertschöpfungskette einhergehen, von den Rohstoffen und aktiven Materialien bis hin zur Zellfertigung.

Hier nimmt Lithium eine besonders wichtige Stellung ein. Unabhängig davon, wie sich das Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Batteriechemien entwickelt, bleibt es ein wesentlicher Bestandteil der führenden Lithium-Ionen-Technologien, die derzeit in der Elektromobilität zum Einsatz kommen.

EV-Batterien basieren auf einer Kombination verschiedener Materialien und nicht auf einem einzigen Element. Ein Batteriepack enthält mehrere Komponenten, und die Zusammensetzung der Kathode kann je nach Technologie erheblich variieren. Dennoch bleibt Lithium der gemeinsame Nenner aller wichtigen Batteriechemien, die derzeit auf dem Markt sind.

Dies erklärt, warum Prognosen zur Lithiumnachfrage von besonderer Bedeutung sind. Laut dem Global Critical Minerals Outlook 2026 der IEA wird für Lithium das stärkste Nachfragewachstum unter den analysierten kritischen Mineralien erwartet. Im STEPS-Szenario wird prognostiziert, dass sich die weltweite Lithiumnachfrage bis 2040 mehr als verdreifachen wird, was in erster Linie auf Elektrofahrzeuge und Batterie-Energiespeichersysteme zurückzuführen ist.

Das bedeutet jedoch nicht, dass sich die Art und Weise, wie Lithium genutzt wird, nicht ändern wird. Fortschreitende Entwicklungen in der Batterietechnologie verändern die Nachfrage nach anderen Materialien sowie nach den verschiedenen Lithiumverbindungen, die entlang der gesamten Lieferkette benötigt werden.

Zwei der wichtigsten Vorläuferstoffe sind Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) und Lithiumhydroxid (LiOH). Wie in unseren früheren Artikeln zur Lithiumraffination erläutert, ist Lithiumhydroxid besonders wichtig für nickelreiche Kathodenchemien. Es ist auch für De Nora von besonderem Interesse, da es direkt durch die elektrochemische Umwandlung von Salzen wie Lithiumchlorid und Lithiumsulfat hergestellt werden kann.

Die Zukunft der Elektromobilität muss daher im Zusammenhang mit den Entwicklungen in der Batteriechemie betrachtet werden. Verschiedene Technologien erfordern unterschiedliche Materialien in unterschiedlichen Anteilen, was sich auf die industriellen Prozesse auswirkt, die zur Herstellung von Vorläuferstoffen in Batteriequalität erforderlich sind.

Eine der bedeutendsten Entwicklungen der letzten Jahre war der Aufstieg von LFP-Batterien (Lithium-Eisenphosphat). Diese Chemie kommt in der Kathode ohne Nickel oder Kobalt aus und bietet Vorteile hinsichtlich Kosten, Sicherheit und Lebensdauer. Obwohl LFP-Batterien traditionell eine geringere Energiedichte aufweisen als nickelreiche Alternativen, haben technologische Fortschritte diesen Abstand stetig verringert.

Bereits 2024 berichtete die IRENA, dass der Anteil von LFP-Batterien am Markt für Batterien für Elektro-Pkw von einem vernachlässigbaren Niveau im Jahr 2015 auf etwa 44 % im Jahr 2023 gestiegen sei, wobei Verbesserungen bei der Energiedichte dazu beigetragen hätten, das Anwendungsspektrum zu erweitern.

Dieser Trend hat sich fortgesetzt. Nach Angaben der IEA haben LFP-Batterien auf dem Markt für Elektrofahrzeuge weiter an Boden gewonnen, während Fortschritte in der Batterietechnologie die Abhängigkeit von einigen der teureren Materialien oder solchen, deren Preise Schwankungen unterliegen, allmählich verringern.

Dennoch bleiben die Chemien NMC (Nickel-Mangan-Kobalt) und NCA (Nickel-Kobalt-Aluminium) wichtig für Anwendungen, die eine höhere Energiedichte und Leistung erfordern, insbesondere dort, wo die Reichweite und die im Verhältnis zum Batteriegewicht gespeicherte Energiemenge entscheidende Faktoren sind.

Diese Diversifizierung hat auch Auswirkungen auf die Lithium-Lieferkette. Lithiumcarbonat wird in LFP-Chemien weit verbreitet eingesetzt, während Lithiumhydroxid ein wichtiger Vorläufer für nickelreiche Batterien ist.

Es gibt daher weder eine einzige Art von „EV-Batterie“ noch eine einheitliche Nachfrage nach Batteriematerialien. Technologien, Batteriepackgrößen und Marktsegmente variieren. Wie die IRENA hervorhebt, hängen die Prognosen für den Bedarf an kritischen Materialien auch davon ab, wie sich die Batteriechemien entwickeln und wie hoch die durchschnittliche Kapazität der in Fahrzeugen verbauten Batterien ist.

Was zumindest in der heutigen Technologielandschaft unverändert bleibt, ist die wesentliche Rolle von Lithium. Der Wettbewerb zwischen den Batteriechemien wirkt sich in erster Linie darauf aus, wie Lithium verarbeitet werden muss und welche Verbindungen an die Batteriehersteller geliefert werden müssen.

Der Zugang zu Lithiumressourcen bedeutet nicht automatisch, dass auch die für die Batterieherstellung erforderlichen Materialien zur Verfügung stehen. Zwischen einer Minerallagerstätte oder einer lithiumhaltigen Sole und einer Elektrofahrzeug-Batteriezelle liegt eine komplexe industrielle Kette: Gewinnung, Anreicherung, Raffination, Umwandlung in batterietaugliche Materialien, Herstellung des aktiven Materials und schließlich die Zellfertigung.

Die Widerstandsfähigkeit dieser Lieferkette ist zu einer strategischen industriellen Priorität geworden.

Die IEA hebt die anhaltende geografische Konzentration der Lieferketten für kritische Mineralien hervor. Bei Lithium reicht die Herausforderung über den Bergbau hinaus bis zur Raffination: Die Verarbeitungskapazitäten konzentrieren sich nach wie vor auf eine begrenzte Anzahl von Ländern, während das prognostizierte Nachfragewachstum eine Diversifizierung der Produktions- und Verarbeitungskapazitäten immer wichtiger macht.

Dies ist für Europa besonders relevant. Die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission stellt fest, dass die EU nach wie vor über begrenzte eigene Vorräte an rohen und verarbeiteten Batteriematerialien verfügt. Die Stärkung dieses Teils der Lieferkette ist daher unerlässlich, um die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Batterieindustrie zu verbessern.

In dieser Zwischenstufe der Wertschöpfungskette leistet De Nora seinen Beitrag. Das Unternehmen gewinnt weder Lithium noch stellt es Batteriezellen her. Stattdessen nutzt es sein elektrochemisches Know-how für die Umwandlung von Lithiumsalzen in Lithiumhydroxid in Batteriequalität.

Seine Enso-Plattform, die für Anwendungen zur Salzspaltung entwickelt wurde, kann Lithiumchlorid oder Lithiumsulfat durch einen elektrochemischen Prozess in LiOH umwandeln. Die Technologie zielt darauf ab, bestimmte herkömmliche Raffinationsverfahren zu vereinfachen, den Verbrauch chemischer Reagenzien zu senken und Wert aus ausgewählten Prozessströmen zurückzugewinnen.

In einem schnell wachsenden Markt für Elektrofahrzeuge ist die Sicherung der Versorgung daher nicht nur eine Frage davon, wie viel Lithium verfügbar sein wird, sondern auch wo und wie es zu den von der Batterieindustrie benötigten Materialien verarbeitet werden kann.

Das Wachstum der Elektromobilität wirft eine weitere wichtige Frage auf: Was geschieht mit dem in den Batterien von Elektrofahrzeugen enthaltenen Lithium, wenn diese das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen?

Kurzfristig kann das Recycling keine nennenswerten Mengen an Primärrohstoffen ersetzen. Dies ist vor allem eine Frage des Zeitpunkts: Viele der Batterien, die im Zuge des jüngsten Ausbaus der Elektromobilität eingebaut wurden, werden noch jahrelang im Einsatz bleiben. Daher wird die Menge an Materialien aus Altbatterien erst einige Zeit nach dem Anstieg der Elektrofahrzeugverkäufe zunehmen.

Langfristig könnte jedoch das Recycling eine weitaus größere Rolle spielen. Nach Angaben der IEA könnte sich der Anteil der Sekundärversorgung bei den wichtigsten energiebezogenen kritischen Mineralien bis 2040 verdoppeln. Lithium und Nickel weisen derzeit relativ niedrige Recyclingquoten auf, doch für beide wird ein rasantes Wachstum erwartet.

Für Lithium bedeutet dies, dass Primärressourcen zunehmend durch eine Sekundärquelle ergänzt werden könnten: Materialien, die bereits im Batteriesystem im Umlauf sind.

Auch hier geht die Herausforderung über das Sammeln und Zerlegen gebrauchter Batterien hinaus. Aus Batteriematerialien zurückgewonnenes Lithium muss getrennt, raffiniert und auf eine Qualität gebracht werden, die für neue Anwendungen in Batteriequalität geeignet ist. Elektrochemische Raffination kann bei diesen Recyclingwegen ebenfalls eine Rolle spielen. In Projekten, an denen De Nora beteiligt ist, können beispielsweise aus der Batterieaufbereitung gewonnene Lithiumsulfat-Ströme durch Elektrolyse wieder in Lithiumhydroxid umgewandelt werden.

Das Wachstum der Elektromobilität verleiht daher nicht nur dem Lithium selbst strategische Bedeutung, sondern auch dem gesamten damit verbundenen industriellen Kreislauf: Gewinnung, Verarbeitung, Nutzung und schließlich Rückgewinnung.

Da die Zahl der Elektrofahrzeuge auf den Straßen weiter steigt, wird die Fähigkeit, jede dieser Phasen effektiv zu bewältigen, für die Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit der Mobilität der Zukunft immer wichtiger werden.

• IEA, Global EV Outlook 2026

• IEA, Global Critical Minerals Outlook 2026

• IRENA, Critical materials: Batteries for electric vehicles

• European Commission – JRC, Battery Technology in the European Union: 2025 Status Report