Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass sich Lithium-Eisenphosphat-Batterien von Lithium-Ionen-Batterien unterscheiden.Tatsächlich gibt es viele Arten von Lithium-Ionen-Batterien, und Lithiumeisenphosphat ist nur eine davon.
Werfen wir einen Blick darauf, was genau Lithiumeisenphosphat ist, warum es eine gute Wahl für bestimmte Batterietypen ist und wie es im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterieoptionen abschneidet.
Was ist Lithiumeisenphosphat?
Lithiumeisenphosphat ist eine chemische Verbindung LiFePO4 oder kurz „LFP“.LFP bietet eine gute elektrochemische Leistung, einen geringen Widerstand und ist eines der sichersten und stabilsten Kathodenmaterialien, die für Lithium-Ionen-Batterien verfügbar sind.
Was ist eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie?
Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind eine Art Lithium-Ionen-Batterie, die Lithiumeisenphosphat als Kathodenmaterial zur Speicherung von Lithiumionen verwendet.LFP-Batterien verwenden typischerweise Graphit als Anodenmaterial.Die chemische Zusammensetzung von LFP-Batterien verleiht ihnen einen hohen Nennstrom, eine gute thermische Stabilität und eine lange Lebensdauer.
Die meisten Lithium-Eisenphosphat-Batterien verfügen über vier in Reihe geschaltete Batteriezellen.Die Nennspannung einer LFP-Batteriezelle beträgt 3,2 Volt.Durch die Reihenschaltung von vier LFP-Batteriezellen entsteht eine 12-Volt-Batterie, die eine hervorragende Ersatzoption für viele 12-Volt-Blei-Säure-Batterien darstellt.
Lithiumeisenphosphat vs. LithiumeisenphosphatAlternative Lithium-Ionen-Typen
Lithiumeisenphosphat ist nur eine von vielen Arten von Lithium-Ionen-Batterien.Durch die Veränderung der chemischen Verbindung der Kathode entstehen verschiedene Arten von Lithium-Ionen-Batterien.Zu den gebräuchlichsten Optionen gehören Lithium-Kobaltoxid (LCO), Lithium-Mangan-Oxid (LMO), Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA), Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC) und Lithiumtitanat (LTO).
Jeder dieser Batterietypen hat unterschiedliche Stärken und Schwächen, wodurch er für verschiedene Anwendungen gut geeignet ist.Wenn wir uns die Haupteigenschaften dieser Batterietypen ansehen, können wir sehen, wo Lithium-Eisenphosphat-Batterien stehen und für welche Anwendungen sie am besten geeignet sind.
Energiedichte
LFP-Batterien haben unter anderen Lithium-Ionen-Typen eine der höchsten spezifischen Leistungswerte.Mit anderen Worten bedeutet eine hohe spezifische Leistung, dass LFP-Batterien große Strom- und Leistungsmengen liefern können, ohne zu überhitzen.
Andererseits ist es wichtig zu bedenken, dass LFP-Batterien einen der niedrigsten spezifischen Energiewerte haben.Eine niedrige spezifische Energie bedeutet, dass LFP-Batterien eine geringere Energiespeicherkapazität pro Gewicht haben als andere Lithium-Ionen-Optionen.Dies ist normalerweise keine große Sache, da die Kapazität der Batteriebank durch Parallelschaltung mehrerer Batterien erhöht werden kann.Dies ist möglicherweise nicht ideal für Anwendungen, bei denen eine extreme Energiedichte auf sehr geringem Raum erforderlich ist, wie beispielsweise batterieelektrische Fahrzeuge.
Batterielebenszyklen
Lithium-Eisenphosphat-Batterien haben eine Lebensdauer, die bei etwa 2.000 vollständigen Entladezyklen beginnt und sich je nach Entladetiefe erhöht.Die bei Dragonfly Energy verwendeten Zellen und das interne Batteriemanagementsystem (BMS) wurden auf über 5.000 vollständige Entladezyklen getestet, wobei 80 % der Kapazität der Originalbatterie erhalten blieben.
In Bezug auf die Lebensdauer ist LFP nach Lithiumtitanat das zweitgrößte.Allerdings sind LTO-Batterien traditionell die teuerste Option für Lithium-Ionen-Batterien, weshalb sie für die meisten Anwendungen unerschwinglich sind.
Entladungsrate
Die Entladerate wird in einem Vielfachen der Batteriekapazität gemessen, was bedeutet, dass eine 1C-Entladerate für eine 100-Ah-Batterie 100 A kontinuierlich beträgt.Im Handel erhältliche LFP-Batterien haben traditionell eine Dauerentladeleistung von 1C, können diese jedoch je nach Batteriemanagementsystem kurzzeitig überschreiten.
LFP-Zellen selbst können normalerweise für kurze Zeiträume sicher eine Entladung von 25 °C bereitstellen.Die Fähigkeit, 1C zu überschreiten, ermöglicht Ihnen den Einsatz von LFP-Batterien in Hochleistungsanwendungen, bei denen es beim Anlauf zu Spitzen bei der Stromaufnahme kommen kann.
Betriebstemperaturen
Bei LFP-Batterien kommt es erst bei etwa 270 Grad Celsius zu einem thermischen Durchgehen.Im Vergleich zu den anderen gängigen Lithium-Ionen-Batterieoptionen weisen LFP-Batterien die zweithöchste Betriebstemperaturgrenze auf.
Das Überschreiten der Temperaturgrenze eines Lithium-Ionen-Akkus führt zu Schäden und kann dazu führenthermisches Durchgehen, was möglicherweise zu einem Brand führen könnte.Die hohe Betriebsgrenze von LFP verringert die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Durchgehens erheblich.Kombiniert mit einem hochwertigen BMS, das die Zellen lange vor diesen Bedingungen (bei etwa 57 Grad Celsius) abschaltet, bietet LFP erhebliche Sicherheitsvorteile.
Sicherheitsvorteile
LFP-Batterien gehören zu den stabilsten Chemien aller Lithium-Ionen-Optionen.Diese Stabilität macht sie zu einer der sichersten Optionen sowohl für Verbraucher- als auch für Industrieanwendungen.
Die einzige andere vergleichbar sichere Option ist Lithiumtitanat, das wiederum typischerweise unerschwingliche Kosten verursacht und in den meisten Situationen nicht mit der richtigen Spannung für einen 12-V-Ersatz arbeitet.
Lithiumeisenphosphat vs. LithiumeisenphosphatBlei-Säure-Batterien
Lithium-Eisenphosphat-Batterien bieten viele MöglichkeitenVorteile gegenüber herkömmlichen Blei-Säure-Batterien.Am bemerkenswertesten ist, dass LFP-Batterien etwa die vierfache Energiedichte von Blei-Säure-Batterien haben.Sie können LFP-Batterien wiederholt einem Deep-Cycle-Zyklus unterziehen, ohne sie zu beschädigen.Außerdem laden sie sich um 5 % schneller auf als Blei-Säure-Batterien.
Diese hohe Energiedichte führt zu einer längeren Laufzeit bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung des Batteriesystems.
Die chemische Reaktion im Inneren von Blei-Säure-Batterien führt zu einer Ausgasung, die es erfordert, dass die Batterien vom Benutzer regelmäßig entlüftet und mit Wasser nachgefüllt werden.Wenn die Batterien nicht aufrecht gelagert werden, kann die Säurelösung auslaufen, die Batterie beschädigen und zu Unordnung führen.Alternativ entgasen LFP-Batterien nicht und müssen nicht entlüftet oder nachgefüllt werden.Noch besser: Sie können sie in jeder beliebigen Ausrichtung montieren.
LFP-Batterien sind zunächst einmal teurer als Blei-Säure-Batterien.Die lange Lebensdauer von LFP-Batterien gleicht jedoch ihre hohen Anschaffungskosten aus.In den meisten Fällen halten LFP-Batterien fünf- bis zehnmal länger als Blei-Säure-Batterien, was zu erheblichen Gesamtkosteneinsparungen führt.
Beste Lithium-Eisenphosphat-Batterien zum Ersetzen von Blei-Säure-Batterieanwendungen
Es stehen viele verschiedene Lithium-Ionen-Akkus zur Verfügung, einige übertreffen sogar Lithium-Eisenphosphat in bestimmten Leistungskategorien.Wenn es jedoch um den Austausch von 12-Volt-Blei-Säure-Batterien geht, ist LFP die beste verfügbare Option.
Der Hauptgrund dafür liegt darin, dass die nominelle Zellspannung für Lithiumeisenphosphat 3,2 Volt beträgt.Die Nennspannung einer 12-Volt-Blei-Säure-Batterie beträgt etwa 12,7 Volt.Wenn man also vier Zellen in einer Batterie in Reihe schaltet, erhält man 12,8 Volt (4 x 3,2 = 12,8) – fast eine perfekte Übereinstimmung!Dies ist mit keinem anderen Lithium-Ionen-Batterietyp möglich.
Neben einer nahezu perfekten Spannungsanpassung bietet LFP als Blei-Säure-Ersatz weitere Vorteile.Wie oben erläutert, sind LFP-Batterien langlebig, stabil, sicher, langlebig, leicht und weisen eine hohe Energiedichte auf.Dadurch eignen sie sich hervorragend für viele Anwendungen!Dinge wieTrolling-Motoren,Wohnmobile,Golfwagenund weitere Anwendungen, die traditionell auf Blei-Säure-Batterien angewiesen sind.
Dragonfly Energy und Battle Born Batteries bauen einige der besten verfügbaren Lithium-Eisenphosphat-Batterien.Sie werden in den Vereinigten Staaten mit den hochwertigsten verfügbaren Materialien entworfen und zusammengebaut.Darüber hinaus wird jede Batterie strengen Tests unterzogen und ist UL-gelistet.
Zu jedem Akku gehört auch ein integrierter AkkuBatteriemanagementsystemum sicherzustellen, dass die Batterie unter allen Bedingungen sicher funktioniert.Bei Dragonfly Energy und Battle Born Batteries sind weltweit Tausende von Batterien installiert und funktionieren sicher in vielen verschiedenen Anwendungen.
Jetzt wissen Sie
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lithiumeisenphosphat nur einer von vielen verschiedenen Typen verfügbarer Lithium-Ionen-Batterien ist.Die einzigartigen Eigenschaften von LFP-Batterien machen sie jedoch zu einer fantastischen Alternative zu den 12-Volt-Blei-Säure-Batterien der Vergangenheit.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. September 2022