LiFePO4
Batteriepack

48V/51.2V

100AH-1000AH

OEM/ODM

Über Lithium-Ionen-Batterie

Lithium-Ionen-kundenspezifische Batteriepacks-Anwendungen umfassen Unterhaltungselektronik, intelligenten Haushalt, Lichtleistungsprodukte (elektrische Werkzeuge, Spielzeug, elektronische Zigaretten, Modellflugzeuge, unbemannte Luftfahrzeuge (uavs), medizinische Ausrüstung, FTS-Roboter, Auto-Stopp-Stromversorgung), Beleuchtung (Notbeleuchtung, industrielle Beleuchtung, Außenlampen und Laternen, Bergmannslampe), Vermessungs- und Kartierungsinstrumente (Totalstation, Detektor), RFID-Produkte (Barcodescanner, Handdrucker, POS-Maschine) und andere spezielle Geräte.

WAS IST LI-ION BATTERIE?

Eine Lithium-Ionen-Batterie oder Li-Ionen-Batterie (abgekürzt LIB) ist eine Art wiederaufladbarer Batterie, bei der sich Lithium-Ionen während der Entladung von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode bewegen und beim Laden zurück. Li-Ionen-Batterien verwenden eine interkalierte Lithiumverbindung als ein Elektrodenmaterial im Vergleich zum metallischen Lithium, das in einer nicht wiederaufladbaren Lithiumbatterie verwendet wird.

Warum sind Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien die besten Solarbatterien?

Um zu verstehen, warum Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien zum neuen Goldstandard für erneuerbare Energiesysteme geworden sind, ist es hilfreich, sie mit dem bisherigen Standardbatterietyp für diese Anwendungen zu vergleichen.

Im Vergleich zu Bleisäure sind Lithium-Solarbatterien:

  • Tiefere Zyklen mit einer Toleranz von 80-100% Entladetiefe (DoD) im Vergleich zu 50% geben Ihnen Zugriff auf mehr ihrer Namensschilder Amp-Stunden- oder Watt-Stunden-Kapazität.

  • Längere Lebensdauer von 5000 bis 10.000+ Zyklen im Vergleich zu ca. 3000 Zyklen.

  • Niedrigere Lebenszykluskosten mit tieferen Zyklen und mehr von ihnen, die Kosten pro kWh-Zyklus von Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind unübertroffen.

  • Wartungsfrei, kein Gießen, Ausgleichen oder Reinigen korrodierter Klemmen.

  • Tolerant niedrigere Umgebungstemperaturen ohne Beeinträchtigung der Kapazität. Es gibt sogar einige Modelle von Aimeno, die für Tiefsttemperaturen geeignet sind.

  • Sie sind sicher und ungiftig und ohne Abgasung oder thermisches Weglaufen. Sie können in Innenräumen installiert werden, um temperaturbedingte Kapazitätsansprüche in kalten Wettermonaten weiter zu reduzieren.

  • Leichtes Gewicht einfacher zu versenden, zu bewegen und zu installieren.

  • Die meisten Lithium-Solarbatterien verfügen über ein integriertes Batteriemanagementsystem (BMS), das den Ladezustand (SoC) überwacht und die Zellen vor Spannungs-, Strom- und Temperaturrisiken schützt.

  • Es ist auch hilfreich, Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien mit einem alternativen Typ von Lithium-Ionen-Batterien für Solar- und erneuerbare Energiesysteme wie Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) zu vergleichen.

Im Vergleich zu NMC sind Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien:

  • Länger anhaltend mit weniger Zellabbau bei tiefem Zyklus (80-100%).

  • Sicherer und thermisch stabiler denn LiFePO4 Zellen haben eine deutlich höhere Temperaturschwelle für thermisches Weglaufen (und Brände). Interne Wärme, die beim Laden und Entladen entsteht, bleibt jederzeit sicher unterhalb dieser Schwelle.

  • Günstigere beNMC-Zellen sind eine relativ neue Technologie und benötigen mehr Wärmeableitungselemente in ihrer Architektur.

  • Ein breiterer Betriebstemperaturbereich bietet mehr Optionen für den Einbauort.

Beste Anwendungen für Lithium Solarbatterien

Es sollte inzwischen klar sein, dass Lithiumbatterien für Solarenergiespeicher Bleisäurebatterien in jeder Hinsicht überlegen sind, abgesehen von den höheren Vorlaufkosten (obwohl, wenn es um Lebenszykluskosten pro kWh-Zyklus geht, kann Bleisäure sie nicht berühren). Hier sind einige spezifische Anwendungen, bei denen Lithium-Solarbatterien wirklich hervorstechen und warum:

  • Vollzeit-Off-Grid-Häuser profitieren von der Fähigkeit, wirklich tiefes, tägliches Radfahren mit einer langen Lebensdauer für Jahre und Jahre zuverlässiger Stromversorgung zu machen.

  • Teilzeit-Off-Grid-Wohnungen wie Ferienhäuser profitieren von dem Mangel an Wartung, der erforderlich ist, um die Batterien trotz seltener Nutzung gut funktionieren zu lassen, und der Fähigkeit, sie im Haus zu installieren, um sie geschützt zu halten.

  • Ferngesteuerte Kabinen und Geräte profitieren von ihrem geringen Gewicht, ihrer relativen Mobilität und einem breiten Umgebungstemperaturbereich.

  • Notstrom für netzgebundene Solaranlagen profitiert von dem hohen DoD, das die Anzahl der Batterien, die für die Stromversorgung kritischer Lasten benötigt werden, auf ein Minimum reduziert.

Chemie von Lithium-Solarbatterien

Unter dem Dach der "Lithiumbatterien" gibt es sowohl Lithium-Metall-Batterien als auch Lithium-Ionen-Batterien. Lithium-Metall-Batterien sind nicht wiederaufladbar, daher sind sie für Solaranlagen nicht relevant.

Unter dem Dach der "Lithium-Ionen-Batterien" gibt es mehrere Typen mit jeweils eigenen Vor-, Nachteilen und spezifischen Anwendungsfällen. Heute sind drei Arten mit Abstand die häufigsten, und sie haben verschiedene Spezialitäten:

  • Lithium-Eisenphosphat (oder LiFePO4 oder LFP) ist für eine lange Lebensdauer, Toleranz der Tiefenentladung und thermische und chemische Stabilität für Sicherheit gebaut. LiFePO4-Zellen sind die besten Batterien für Solar- und andere erneuerbare Energiesysteme.

  • Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) wurde für verbesserte Energiedichte (Watt-Stunden-Gewicht) und geringe Selbstentladung gebaut. NMC-Zellen können höhere Laderaten bewältigen als LiFePO4-Zellen, aber mit dem Risiko eines thermischen Runaways. Sie werden häufig in Elektrofahrzeugen und batteriebetriebenen Werkzeugen verwendet.

  • Lithiumkobaltoxid (oder LiCoO2 oder LCO) ist für extreme Energiedichte gebaut, aber relativ kurzlebig und auch anfällig für thermisches Weglaufen bis hin zu gefährlichen Niveaus. Die beste und häufigste Anwendung von LCO-Zellen ist in tragbaren Geräten wie Telefonen und Laptops.

Kundenspezifische Lithium Ionen Batterie Pack Herstellung

Aimeno stellt eine Vielzahl von kundenspezifischen Lithium-Ionen-Batteriepacks her, da wir Li-Ionen-Batterielieferanten sind. Unser Team von Ingenieuren hat Erfahrung in der Lithium-Ionen-Batterietechnologie und kann Sie bei der Auswahl der am besten geeigneten Lithium-Ionen-Batteriezelle für Ihre Anwendung unterstützen.

Unser Fertigungsteam für Lithium-Ionen-Batteriepakete kann Prototypen, Kleinserien sowie Großserien entwerfen und montieren.

Aimeno baut überwiegend LiFePO4-Batteriepacks und verwendet dabei bekannte Hersteller von prismatischen LiFePO4-Batteriezellen wie CATL Lifepo4 Cells Battery, BYD, Eve Lifepo4 Cells und Gotion. Wir können auch NMC-Akkupacks mit Li-Ion Prismatic-Zellen und Li-Ion-Polymerzellen bauen.

Es ist sehr wichtig, einen Batteriepackhersteller auszuwählen, der über Erfahrung in der Lithiumchemie verfügt, da das Verständnis Ihrer Anwendungsanforderungen und die Herstellung des Batteriemanagementsystems unerlässlich ist, um eine sichere Lösung anbieten zu können.

Die Vorteile von LiFePO4-Batterien

LiFePO4 hat viele Vorteile gegenüber anderen Lithium-Ionen-Batteriedesigns und älteren Blei-Säure-Batterien (LA). Sie wiegen weniger, sind wartungsfrei, haben bessere Lade- und Entladeeigenschaften und eine viel längere Lebensdauer, was sie zu einer der preiswertesten elektrischen Antriebslösungen für Boote macht.

Weitere Hauptvorteile von LiFePO4 sind eine hohe Nennstromstärke, eine längere Lebensdauer, kein Leckage- und Brandrisiko und eine Toleranz gegenüber suboptimalen Lade- und Entladezyklen.

  • Hohe Effizienz

Warum sind LiFePO4-Batterien so effizient? Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) bietet im direkten Vergleich mit Systemen, die andere Lithium-Ionen- oder Blei-Säure-Batterien verwenden, eine überlegene Eigenschaftskombination, insbesondere für den Antrieb in Freizeitbooten und kleinen Berufsschiffen.

LiFePO4-Batteriedesigns haben eine verbesserte Entladungs- und Ladeeffizienz und die Fähigkeit, tief zu laden, während die Leistung erhalten bleibt, etwas, das die LA-Chemie und andere Designs von Lithiumbatterien nicht erreichen können.

  • Bessere Leistung vom Kiel aufwärts

Die Kombination aus langer Lebensdauer, langsamer Selbstentladung und geringem Gewicht bei hoher Batteriekapazität machen Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) zum idealen Ausgangspunkt für elektrische Freizeitboote.

  • LiFePO4 hat eine längere Lebensdauer

Bei Booten mit Benzin- oder Dieselantrieb erwarten Bootsbesitzer nicht, dass sie ihren Motor alle zwei oder drei Jahre wechseln müssen. Daher fühlt es sich ein wenig unaufrichtig an zu erwarten, dass Besitzer von Elektrobooten regelmäßig ihren gesamten Batteriesatz aktualisieren müssen, was wahrscheinlich für Boote mit Bleisäureinstallationen wäre.

Dieses Strafwartungsregime würde es sehr schwierig machen, eine elektrische Antriebsoption zu rechtfertigen, wenn LA-Batterien verwendet werden. Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4)-Batteriepakete können jedoch jetzt Systeme mit fossilen Brennstoffen übertreffen.

  • Schneller Ladevorgang

Die Batterieladezeit für LiFePO4-Batterien ist kürzer als für Blei-Säure- oder andere Lithium-Batterien. Typischerweise haben LiFePO4-Einheiten die vierfache Energiedichte und laden fünfmal schneller als Blei-Säure-Batterien.

Die Lebensdauer einer LiFePO4-Batterie ist bis zu fünfmal so hoch wie die Lebensdauer einiger Lithium-Ionen-Batterien und erreicht häufig bis zu 5000 Zyklen ohne nennenswerten Leistungsabfall.

LiFePO4-Akkupacks können auch ohne Beschädigung oder Leistungsabfall auf 100 % DOD (Entladetiefe) heruntergefahren werden.

  • LiFePO4 ist leicht

Lithium-Eisenphosphat-Chemikalien (LiFePO4 oder LFP) liefern etwa 50 % mehr nutzbare elektrische Kapazität bei bis zu 70 % weniger Gewicht als Blei-Säure-Batterien. LiFePO4-Einheiten sind auch leichter als einige Lithium-Ionen-Batterien, etwa halb so schwer wie Lithium-Manganoxid-Batterien (LMO).

Das überlegene Leistungsgewicht von LiFePO4 führt zu kleineren Batteriepacks, weniger Platzverschwendung und geringerem Gewicht des Antriebssystems, was die Bootsleistung, den elektrischen Wirkungsgrad und die Gesamtreichweite des Boots verbessert und die Optionen für die Innenausstattung erweitert.

  • Weitere Gewichtsersparnis

Weitere Gewichtseinsparungen ergeben sich, wenn man bedenkt, dass eine vergleichbare Installation von Blei-Säure-Batterien im Vergleich zu einer Installation von LiFePO4-Batterien Batteriekästen und viel mehr Verkabelung für die Anschlussklemmen erfordert.

  • Umweltfreundlich zu machen

Im Gegensatz zu Lithiumbatterien und Bleibatterien enthalten LiFePO4-Batterien keine giftigen Schwermetalle oder Seltenerdmetalle wie Kobalt, Nickel oder Blei. LiFePO4 besteht aus gängigen Materialien wie Graphit, Eisen und Kupfer.

Diese Materialien sind billiger zu beschaffen, häufiger und erfordern auch weniger Energie für den Abbau und die Verarbeitung, was eine umweltfreundlichere Wahl für Bootsbesitzer darstellt, die nach umweltfreundlichen Antriebslösungen für Elektroboote suchen.

Bessere Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen

Glücklicherweise sind LiFePO4-Batterien tolerant gegenüber einem breiten Temperaturbereich, ohne dass es zu Leistungseinbußen an beiden Enden ihres Temperaturbereichs kommt.

Da LiFePO4-Batterien normalerweise bei Temperaturen von -20 °C bis 70 °C mit voller Kapazität arbeiten, sind sie eine großartige Option für fast alle realen Freizeit- und kommerziellen Bootsanwendungen.

  • Null Wartung

Im Gegensatz zu einer Blei-Säure-Batterie benötigt eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie keine Wartung, um ihre Lebensdauer zu verlängern. LiFePO4-Akkus leiden auch nicht unter einem Memory-Effekt durch unvollständige Entladung vor dem Wiederaufladen.

Lithium-Ionen-Batterietypen

Verschiedene Arten von Lithium-Batterien sind auf einzigartige aktive Materialien und chemische Reaktionen angewiesen, um Energie zu speichern. Jede Art von Lithium-Batterie hat ihre Vor- und Nachteile, zusammen mit seinen am besten geeigneten Anwendungen.

Die verschiedenen Lithium-Batterietypen verdanken ihren Namen ihren aktiven Materialien. Der erste Typ, den wir uns zum Beispiel ansehen, ist die Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie, auch bekannt als LiFePO4, basierend auf den chemischen Symbolen für die aktiven Materialien. Viele Leute kürzen den Namen jedoch weiter auf einfach LFP ab.

1. Lithium-Eisenphosphat

Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) verwenden Phosphat als Kathodenmaterial und eine graphitische Kohlenstoffelektrode als Anode. LFP-Batterien haben eine lange Lebensdauer mit guter thermischer Stabilität und elektrochemischer Leistung.

Wofür werden sie verwendet:

LFP-Batteriezellen haben eine Nennspannung von 3,2 Volt, so dass das Verbinden von vier davon in Serie zu einer 12,8-Volt-Batterie führt. Dies macht LFP-Batterien zur gebräuchlichsten Art von Lithiumbatterien zum Ersatz von Blei-Säure-Tiefzyklusbatterien.

Vorteile:

Lithium-Eisenphosphat-Batterien haben einige Vorteile, die sie zu einer der beliebtesten Optionen für Anwendungen machen, die eine große Menge an Energie erfordern. Die Hauptvorteile sind jedoch Langlebigkeit, lange Lebensdauer und Sicherheit.

LFP-Batterien haben normalerweise eine Lebenszyklusbewertung von 2.000 Zyklen oder mehr. Im Gegensatz zu Blei-Säure-Batterien hat die Entladetiefe einen minimalen Einfluss auf die Lebensdauer von LFP-Batterien. Die meisten LFP-Hersteller bewerten ihre Batterien mit 80% Entladetiefe, und einige erlauben sogar 100% Entladung, ohne die Batterie zu beschädigen.

Die Materialien, die in Lithium-Eisenphosphat-Batterien verwendet werden, bieten einen geringen Widerstand, wodurch sie von Natur aus sicher und hochstabil sind. Die thermische Weglaufschwelle beträgt etwa 518 Grad Fahrenheit, was LFP-Batterien zu einer der sichersten Lithium-Batterieoptionen macht, auch wenn sie vollständig aufgeladen sind.

Nachteile:

Es gibt einige Nachteile an LFP Batterien. Die erste ist, dass sie im Vergleich zu anderen Lithium-Batterietypen eine relativ geringe spezifische Energie haben. Ihre Leistung kann auch bei niedrigen Temperaturen leiden. Die Kombination der niedrigen spezifischen Energie und der reduzierten Leistung bei kalten Temperaturen bedeutet, dass LFP-Batterien möglicherweise nicht gut für einige Anwendungen mit hohem Kurbelverhalten geeignet sind.

2. Lithiumkobaltoxid

Lithium-Kobaltoxid-Batterien (LCO) haben eine hohe spezifische Energie, aber eine geringe spezifische Leistung. Das bedeutet, dass sie in Hochlastanwendungen nicht gut funktionieren, aber über einen langen Zeitraum Strom liefern können.

Wofür werden sie verwendet:

LCO-Batterien waren in kleinen tragbaren Elektronik wie Mobiltelefonen, Tablets, Laptops und Kameras üblich. Sie verlieren jedoch an Popularität zu anderen Arten von Lithium-Batterien aufgrund der hohen Kosten für Kobalt und Bedenken bezüglich der Sicherheit.

Vorteile:

Der Hauptvorteil von LCO-Batterien ist ihre hohe spezifische Energie. Dadurch können sie unter Anwendungen mit geringer Last über einen relativ langen Zeitraum Strom liefern.

Nachteile:

LCO-Batterien haben einige erhebliche Nachteile, die dazu führen, dass sie in den letzten Jahren weniger beliebt sind. Erstens leiden LCO-Batterien unter einer relativ kurzen Lebensdauer, meist zwischen 500-1.000 Zyklen. Darüber hinaus ist Kobalt ziemlich teuer. Teure Batterien, die nicht lange halten, sind nicht kostengünstig.

LCO-Batterien weisen zudem eine geringe thermische Stabilität auf, was zu Sicherheitsbedenken führt. Darüber hinaus schränkt ihre geringe spezifische Leistung die Leistungsfähigkeit von LCO-Batterien in Hochlastanwendungen ein.

3. Lithiummanganoxid

Lithium-Manganoxid-Batterien (LMO) verwenden Lithium-Manganoxid als Kathodenmaterial. Diese Chemie erzeugt eine dreidimensionale Struktur, die den Ionenfluss verbessert, den Innenwiderstand senkt und das Stromhandling erhöht und gleichzeitig die thermische Stabilität und Sicherheit verbessert.

Wofür werden sie verwendet:

LMO-Batterien werden häufig in tragbaren Elektrowerkzeugen, medizinischen Instrumenten und einigen Hybrid- und Elektrofahrzeugen gefunden.

Vorteile:

LMO-Batterien laden sich schnell auf und bieten eine hohe spezifische Leistung. So können sie einen höheren Strom liefern als beispielsweise LCO-Batterien. Außerdem bieten sie eine bessere thermische Stabilität als LCO-Batterien, sodass sie auch bei höheren Temperaturen sicher arbeiten können.

Ein weiterer Vorteil von LMO-Batterien ist ihre Flexibilität. Durch die Abstimmung der internen Chemie können LMO-Batterien für Anwendungen mit hoher Last oder langlebiger Lebensdauer optimiert werden.

Nachteile:

Der Hauptnachteil von LMO-Batterien ist ihre kurze Lebensdauer. In der Regel halten LMO-Batterien 300-700 Ladezyklen, deutlich weniger als andere Lithium-Batterietypen.

4. Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid

Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC)-Batterien kombinieren die Vorteile der drei Hauptelemente, die in der Kathode verwendet werden: Nickel, Mangan und Kobalt. Nickel an sich hat eine hohe spezifische Energie, ist aber nicht stabil. Mangan ist außergewöhnlich stabil, hat aber eine geringe spezifische Energie. Durch ihre Kombination ergibt sich eine stabile Chemie mit hoher spezifischer Energie.

Wofür sie verwendet werden:

Ähnlich wie LMO-Batterien sind NMC-Batterien in Elektrowerkzeugen sowie elektronischen Antriebssträngen für E-Bike, Roller und einige Elektrofahrzeuge beliebt.

Vorteile:

Die Vorteile von NMC-Batterien umfassen eine hohe Energiedichte und eine längere Lebensdauer zu niedrigeren Kosten als kobaltbasierte Batterien. Sie haben auch eine höhere thermische Stabilität als LCO-Batterien, was sie insgesamt sicherer macht.

Nachteile:

Der größte Nachteil von NMC-Batterien ist, dass sie eine etwas niedrigere Spannung als kobaltbasierte Batterien haben.

5. Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid

Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA)-Batterien bieten hohe spezifische Energie mit angemessener spezifischer Leistung und einer langen Lebensdauer. Dies bedeutet, dass sie über längere Zeiträume eine relativ hohe Strommenge liefern können.

Wofür sie verwendet werden:

Die Fähigkeit, in Hochlastanwendungen mit einer langen Batterielebensdauer zu arbeiten, macht NCA-Batterien auf dem Elektrofahrzeugmarkt beliebt. Konkret ist NCA die Batterie der Wahl für Tesla.

Vorteile:

Die größten Vorteile von NCA-Batterien sind hohe Energie und eine anständige Lebensdauer.

Nachteile:

Mit NCA-Technologie sind die Batterien nicht so sicher wie die meisten anderen Lithium-Technologien und sind im Vergleich teuer.

6. Lithium Titanat

Alle vorherigen Lithiumbatterietypen, die wir diskutiert haben, sind einzigartig in der chemischen Zusammensetzung des Kathodenmaterials. Lithiumtitanat (LTO)-Batterien ersetzen den Graphit in der Anode durch Lithiumtitanat und verwenden LMO oder NMC als Kathodenchemie.

Das Ergebnis ist eine extrem sichere Batterie mit langer Lebensdauer, die schneller lädt als jeder andere Lithium-Batterietyp.

Wofür werden sie verwendet:

Viele Anwendungen verwenden LTO-Batterien. Elektrofahrzeuge und Ladestationen, unterbrechungsfreie Stromversorgung, Wind- und Solarspeicher, solare Straßenlaternen, Telekommunikationssysteme sowie Luft- und Raumfahrt- und Militärausrüstung sind nur einige der Anwendungsfälle.

Vorteile:

LTO-Batterien bieten viele Vorteile, darunter schnelles Laden, eine extrem breite Betriebstemperatur, eine lange Lebensdauer und hervorragende Sicherheit aufgrund ihrer Stabilität.

Nachteile:

Für LTO-Batterien gibt es einige erhebliche Hürden zu überwinden. Sie bieten eine niedrige Energiedichte, was bedeutet, dass sie im Vergleich zu einigen anderen Lithium-Technologien eine geringere Energiemenge im Vergleich zu ihrem Gewicht speichert. Außerdem sind sie sehr teuer.

Lohnt es sich, Lithium-Batterien zu kaufen?

Sie sind auf eine längere Lebensdauer ausgelegt, was sie zu einer guten Wahl für Hightech- und Smart-Geräte sowie für elektronische Geräte macht, bei denen ein Batteriewechsel umständlich ist. Sie können extrem niedrigen Temperaturen standhalten. Lithium kann in einem sehr kalten Klima fehlerfrei arbeiten und ist daher ideal für Anwendungen im Freien.

Was sind die Vor- und Nachteile von Lithium-Eisenphosphat-Batterien?

Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4)-Batterien unterscheiden sich von Lithium-Ionen-Batterien, die Phosphat als Anodenmaterial verwenden. Es wird häufig zum Antrieb von Batterien wie Elektrofahrrädern, Motorrädern, leichten Elektrofahrzeugen und reinen Elektrofahrzeugen verwendet.

Vorteile der LiFePO4-Batterie:

Längere Lebensdauer – LiFePO4-Batterien bieten eine längere Lebensdauer als Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Ionen-Polymer-Batterien. Qualifizierte LiFePO4-Zellen sollten nach 2000 Lade- und Entladezyklen noch 80 % DOD aufweisen.

Sicherheit und Stabilität – LiFePO4-Batterien haben gegenüber anderen Lithium-Ionen-Batterien einen entscheidenden Vorteil: die überlegene thermische und chemische Stabilität, die bessere Sicherheitseigenschaften bietet als Lithium-Ionen-Batterien mit anderen Kathodenmaterialien.

Konstante Ausgangsleistung - Im Gegensatz zu anderen Lithium-Ionen-Akkus haben LiFePO4-Akkus eine sehr konstante Entladespannung. Die Spannung bleibt während der Entladung nahe bei 3,2 V, bis die Zelle erschöpft ist. Dadurch kann die Zelle bis zur Entladung nahezu die volle Leistung abgeben.

Umweltfreundlich - LiFePO4-Batterien sind ungiftig, nicht kontaminierend und enthalten keine Seltenerdmetalle, was sie zu einer umweltbewussten Wahl macht. Die Verwendung von LiFePO4 reduziert auch die Kosten und Umweltbedenken von Lithium-Kobalt-Zellen, insbesondere in Bezug auf Kobalt, das durch unsachgemäße Entsorgung in die Umwelt gelangt.

Es gibt auch andere Vorteile wie beim Lithium-Ionen-Akku:

  • Geringe Selbstentladung

  • Kein Memory-Effekt

  • Schnellladung

  • Geringer Wartungsaufwand

  • Keine Grundierung erforderlich

Nachteile der LiFePO4-Batterie:

Niedrigere Energiedichte - Die Energiedichte von LiFePO4-Batterien ist geringer als bei Lithium-Ionen-Batterien, z. Die höchste Kapazität des LiFePO4 18650-Akkus beträgt 1800 mAh, aber der höchste Lithium-Ionen-18650-Akku kann 3600 mAh betragen (hergestellt von Panasonic).

Schlechte Leistung bei niedrigen Temperaturen – LiFePO4-Batterien haben eine schlechte Leistung beim Entladen bei -20℃. Niedertemperatur-Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien können sich jedoch bei -40 °C entladen und 70-80 % DOD abgeben.

Niedrige Klopfdichte - Klopfdichte von LiFePO4-Batterien nur 0,8-1,3, wodurch sie die Bedingungen für die Verwendung auf kleinen tragbaren Geräten wie Mobiltelefonen verloren haben. Daher werden die meisten LiFePO4-Batterien als Energiebatterien für Elektrofahrräder, LEV oder EV verwendet.

Andere Nachteile sind ähnlich wie beim Lithium-Ionen-Akku:

Schutz erforderlich

Alterungseffekt

Transportprobleme

Tiefenentladung

Wie lange hält ein Lithium-Ionen-Akkupack?

etwa zwei bis drei Jahre

Die typische geschätzte Lebensdauer eines Lithium-Ionen-Akkus beträgt etwa zwei bis drei Jahre oder 300 bis 500 Ladezyklen, je nachdem, was zuerst eintritt. Ein Ladezyklus ist eine Nutzungsdauer von vollständig aufgeladen bis vollständig entladen und wieder vollständig aufgeladen.

Sollten Sie Lithium-Batterien voll aufgeladen halten?

Wenn Sie es nicht vollständig sterben lassen, verlängert sich die Lebensdauer der Batterie. Wenn Sie sich darauf vorbereiten, Ihre Batterien für einen bestimmten Zeitraum zu lagern, stellen Sie sicher, dass Sie dies bei halber Ladung tun. Im Gegensatz zu anderen Batterietypen, die während ihrer gesamten Lagerzeit aufgeladen werden müssen, schneiden Lithiumbatterien bei 40 % bis 50 % DOD (Tiefe der Entladung) besser ab.

Was ist der Unterschied zwischen einer Lithium-Eisenphosphat-Batterie und einer Lithium-Ionen-Batterie?

Der Hauptunterschied zwischen Lithium-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien besteht darin, dass Lithium-Batterien Primärzellen und Lithium-Ionen-Batterien Sekundärzellen sind. Der Begriff "Primärzelle" bezieht sich auf Zellen, die nicht wiederaufladbar sind. Andererseits weisen Lithium-Ionen-Batterien eine Sekundärzellenkonstruktion auf.

Chemie von Lithium-Eisen-Phosphat und Lithium-Ion

Lade- und Entladeraten einer Batterie werden durch C-Raten geregelt. Die Kapazität einer Batterie wird üblicherweise mit 1C angegeben, was bedeutet, dass eine voll aufgeladene Batterie mit 1Ah eine Stunde lang 1A liefern sollte. Die gleiche Batterieentladung bei 0,5 C sollte zwei Stunden lang 500 mA liefern, und bei 2 C liefert sie 30 Minuten lang 2 A.

Lithium-Ionen

Lithium-Ionen können aus zwei verschiedenen Chemien für die Kathode bestehen, Lithiummanganoxid oder Lithiumkobaltdioxid, da beide eine Graphitanode haben. Es hat eine spezifische Energie von 150/200 Wattstunden pro Kilogramm und eine Nennspannung von 3,6 V. Seine Laderate liegt zwischen 0,7 C und 1,0 C, da höhere Ladungen den Akku erheblich beschädigen können. Lithium-Ionen haben eine Entladungsrate von 1C.

Lithiumeisenphosphat (LiFePO4)

Lithiumeisenphosphat hat eine Kathode aus Eisenphosphat und eine Anode aus Graphit. Es hat eine spezifische Energie von 90/120 Wattstunden pro Kilogramm und eine Nennspannung von 3,20 V oder 3,30 V. Die Laderate von Lithiumeisenphosphat beträgt 1C und die Entladerate 1-25C.

Was sind die Unterschiede im Energieniveau?

Beim Vergleich von Lithium-Ionen und Lithium-Eisen-Phosphat gibt es deutliche Energieunterschiede. Lithium-Ionen haben mit 150/200 Wh/kg eine höhere Energiedichte als Lithiumeisenphosphat mit 90/120 Wh/kg. Daher ist Lithium-Ionen normalerweise die erste Wahl für leistungshungrige Elektronik, die Batterien mit hoher Geschwindigkeit entleert.

Andererseits übertrifft die Entladungsrate für Lithium-Eisen-Phosphat die von Lithium-Ionen. Bei 25 °C haben Lithium-Eisenphosphat-Batterien Spannungsentladungen, die bei höheren Temperaturen hervorragend sind. Die Entladerate verschlechtert die Lithium-Eisenphosphat-Batterie nicht wesentlich, da die Kapazität reduziert wird.

Unterschiede im Lebenszyklus

Lithiumeisenphosphat hat eine Lebensdauer von 1.000–10.000 Zyklen. Diese Batterien können hohe Temperaturen mit minimaler Degradation bewältigen. Sie haben eine lange Lebensdauer für Anwendungen, die eingebettete Systeme haben oder lange laufen müssen, bevor sie aufgeladen werden müssen.

Lithium-Ionen werden durch die höhere Energiedichte instabiler, insbesondere in Umgebungen mit höheren Betriebstemperaturen. Es hat eine Lebensdauer von 500-1.000 Zyklen, da es aufgrund der Betriebstemperatur der Elektronik oder der Arbeitskomponenten negativ beeinflusst werden kann.

Vorteile der Langzeitspeicherung

Wenn es darum geht, unbenutzte Batterien zu lagern, ist es wichtig, eine Chemie zu wählen, die ihre Ladung über lange Zeiträume nicht verliert. Stattdessen sollte die Batterie nahezu die gleiche Ladeleistung erbringen, als wenn sie länger als ein Jahr verwendet wird. Sowohl Lithiumeisenphosphat als auch Lithiumionen haben gute Vorteile bei der Langzeitlagerung. Lithiumeisenphosphat kann länger gelagert werden, da es eine Haltbarkeit von 350 Tagen hat. Für Lithium-Ionen beträgt die Haltbarkeit etwa 300 Tage.

Sicherheitsvorteile von Lithiumeisenphosphat

Hersteller aus allen Branchen wenden sich für Anwendungen, bei denen Sicherheit ein Faktor ist, an Lithiumeisenphosphat. Lithiumeisenphosphat hat eine ausgezeichnete thermische und chemische Stabilität. Dieser Akku bleibt bei höheren Temperaturen kühl. Es ist auch nicht brennbar, wenn es beim schnellen Laden und Entladen oder bei Kurzschlussproblemen falsch gehandhabt wird. Lithiumeisenphosphat erfährt normalerweise kein thermisches Durchgehen, da die Phosphatkathode während des Überladens oder Überhitzens nicht brennt oder explodiert, da die Batterie kühl bleibt.

Die Chemie von Lithium-Ionen hat jedoch nicht die gleichen Sicherheitsvorteile wie Lithium-Eisen-Phosphat. Seine hohe Energiedichte hat den Nachteil, dass die Batterie instabil wird. Es erwärmt sich während des Ladevorgangs schneller, da ein Lithium-Ionen-Akku thermisches Durchgehen erfahren kann.

Ein weiterer Sicherheitsvorteil von Lithiumeisenphosphat betrifft die Entsorgung der Batterie nach Gebrauch oder Ausfall. Eine Lithium-Ionen-Batterie, die mit einer Lithium-Kobaltdioxid-Chemie hergestellt wurde, gilt als gefährliches Material, da sie bei Exposition allergische Reaktionen an Augen und Haut hervorrufen kann. Es kann auch schwere medizinische Probleme verursachen, wenn es verschluckt wird. Daher müssen für Lithium-Ionen spezielle Entsorgungsüberlegungen angestellt werden. Andererseits ist Lithiumeisenphosphat ungiftig und kann von den Herstellern einfacher entsorgt werden.

Anwendungen für Lithium-Eisen-Phosphat und Lithium-Ionen

Lithium-Eisen-Phosphat ist für jede Elektronik oder Maschine gefragt, wo Sicherheit und Langlebigkeit gewünscht sind, aber keine extrem hohe Energiedichte benötigt wird. Elektromotoren für Fahrzeuge, medizinische Geräte und militärische Anwendungen, bei denen die Technologie höheren Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist. Lithium-Eisenphosphat ist auch ideal für stationäre Anwendungen, da die Batterie etwas schwerer und sperriger als Lithium-Ionen ist, obwohl sie in einigen tragbaren Technologien verwendet werden kann.

Lithiumeisenphosphat darf aufgrund seines zusätzlichen Gewichts nicht für Anwendungen ausgewählt werden, bei denen die Tragbarkeit ein wichtiger Faktor ist. Für Smartphones, Laptops und Tablet-Geräte werden Lithium-Ionen-Akkus verwendet. Jedes Hochenergiegerät, das am ersten Tag die beste Leistung benötigt, kann von der Chemie der Lithium-Ionen-Batterien profitieren.

Neben der Suche nach den richtigen Energiequellen auf der Grundlage von Portabilität, Sicherheit und Energiedichte müssen Hersteller auch die Kosten bei der Herstellung von Elektronik sowie bei der Entsorgung berücksichtigen. Viele Hersteller werden Lithium-Eisenphosphat als günstigere Batteriealternative wählen. Die Batterien kosten aufgrund der sichereren Eisenphosphatchemie weniger, da die Hersteller nicht mehr Geld für das Recycling der Materialien ausgeben müssen.

Kann eine Lithiumbatterie 20 Jahre halten?

Lithium-Ionen-Batterien halten 15–20 Jahre, dreimal länger als die 5–7 Jahre für Blei-Säure-Batterien.

Erhöhung der Akkulaufzeit

  • Verwenden Sie Teilentladungszyklen

  • Vermeiden Sie es, auf 100 % der Kapazität aufzuladen

  • Wählen Sie die richtige Methode zum Beenden des Ladevorgangs

  • Begrenzen Sie die Batterietemperatur

  • Vermeiden Sie hohe Lade- und Entladeströme

  • Vermeiden Sie sehr tiefe Entladungen (unter 2 V oder 2,5 V)

Wie halte ich meine Lithium-Ionen-Batterie gesund?

Laden oder entladen Sie den Akku vor der Lagerung auf ca. 50 % seiner Kapazität. Laden Sie den Akku mindestens alle sechs Monate auf etwa 50 % seiner Kapazität auf. Entnehmen Sie den Akku und lagern Sie ihn getrennt vom Produkt. Lagern Sie den Akku bei Temperaturen zwischen 5 °C und 20 °C (41 °F und 68 °F).

Verschlechtern sich Lithium-Ionen-Akkus, wenn sie nicht verwendet werden?

Und Batterien bauen sich ab, auch wenn Sie sie nicht verwenden. Laut dem Batterietestunternehmen Cadex Electronics verliert eine voll aufgeladene Lithium-Ionen-Batterie nach einem Jahr typischer Lagerung etwa 20 Prozent ihrer Kapazität.

Können Sie Ihre eigene Lithium-Ionen-Batterie herstellen?

Verschiedene Dinge können schief gehen, einschließlich thermisches Durchgehen und letztendlich ein Feuer, das schwer zu löschen ist. Aus diesem Grund raten wir dringend davon ab, zu versuchen, Ihre eigene DIY-Lithiumbatterie herzustellen. Es kann nicht nur Ihr persönliches Eigentum zerstören, sondern auch Ihre Sicherheit und andere gefährden.

Was ist besser Li-Ion oder LiFePO4?

Ist LiFePO4 besser als Lithium-Ionen? Die LiFePO4-Batterie hat gegenüber Lithium-Ionen einen Vorteil, sowohl in Bezug auf die Lebensdauer (sie hält 4-5x länger) als auch in Bezug auf die Sicherheit. Dies ist ein entscheidender Vorteil, da Lithium-Ionen-Akkus überhitzen und sogar Feuer fangen können, während LiFePO4 dies nicht tut.

Was sind die Rohstoffe für Lithium-Ionen-Batterien?

Zu den kritischen Rohstoffen, die bei der Herstellung von Li-Ionen-Batterien (LIBs) verwendet werden, gehören Lithium, Graphit, Kobalt und Mangan. Da der Einsatz von Elektrofahrzeugen zunimmt, wird die Produktion von LIB-Zellen für Fahrzeuge zu einer immer wichtigeren Nachfragequelle.

Für jeglichen Bedarf an Lithium-Ionen-Akkus können Sie sich jederzeit an uns wenden