LiFePO4 Akku

LiFePO4 - Die zuverlässige Lösung für Wohnmobil, USV und Solar-Kleingerät

Mobile Akku- und Batterie-Lösungen mit cleveren Batteriemanagementsystemen (BMS) sind heute in allen Lebensbereichen zu finden. Mit zu den stärksten Varianten gehören modernde LiFePO4-Akkus, die u.a. Eisenphosphat enthalten. Angefangen von der Kleinbatterie mit 3,2V und 600 mAh bis hin zur Wohnmobil-Batterie mit 12V und 100Ah bleiben hier keine Wünsche offen. Kein Wunder, denn die Akku-Speicher auf Eisenphosphat-Basis haben gegenüber anderen Batterie-Typen gleich mehrere Vorteile.

Was den LiFePO4-Akku auszeichnet

Die Geschichte des Lithium-Akkus mit Phosphat als Kathodenmaterial geht bis ins Jahr 1996 zurück. Damals entdeckten Forscher der Universität von Texas eine Technologie für die Integration des Kathodenmaterials in Akkumulatoren. Seither hat sich die Akku-Technik deutlich weiterentwickelt. Besonders charakteristisch ist die hohe Strombelastbarkeit der Eisenphosphat-Akkus.

In der Regel verfügen die einzelnen Batterie-Zellen über eine Zellspannung von 3,2V. Aufgrund ihrer Eigenschaften werden sie häufig in einer Reihenschaltung aus vier Zellen eingesetzt. Damit erreichen sie 12,8V und damit eine vergleichbare Spannung wie ein herkömmlicher 12V-Bleiakku, wie er beispielsweise in so manchem Wohnmobil verbaut ist.

BMS - Das Herz der Akkutechnik

Das Batteriemanagementsystem (BMS) ist das Herzstück der häufig mit 100Ah ausgestatteten Akkus. Sie über nimmt unter anderem die Aufgabe, die Spannungslage der in Reihe geschalteten Akkuzellen auf einem möglichst gleichen Niveau zu halten. Dies ist der Garant dafür, dass die Batterien nicht nur lange einsetzbar sind, sondern auch auf die Dauer die gleiche Leistung von z.B. 12V bei 100Ah liefern.

Darüber hinaus übernimmt das BMS die Temperaturüberwachung während der Lade- und Entladevorgänge. Damit schützt das BMS Akkus wie den im Akkuman-Shop erhältlichen XCell IFR 14500 AA Solar-Akku vor Schäden. Außerdem begrenzt die Elektronik die Entnehmbaren Ströme. Ein hochwertiges BMS ist bei LiFePo4 Akkuzellen mittlerweile ein entscheidendes Kaufkriterium.

Anwendung von LiFePO4-Akkus

Die Lithium-Eisenphosphat- Batterien gelten weithin als Ersatz für Blei-Akkus. Damit kommen sie bis auf wenige Ausnahmen überall dort zum Einsatz, wo bisher Blei-Akkus zur Anwendung kamen. Das Einsatzspektrum erstreckt sich von Systemen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) über verschiedenartige Solar-Anlagen und Solar-Gartenleuchten bis hin zu Motoren und medizinischen Geräten.

Aber auch in Spielzeugen und anderen Kleingeräten spielen die Akkus ihre Stärken aus. Ebenfalls weit verbreitet sind die Akkumulatoren im Wohnmobil-Sektor mit 12V und 100Ah. Die Lithium-Batterien können in der Praxis aber nicht nur vierfach, sondern gleich 8-fach hintereinandergeschaltet werden.

Damit ergibt sich eine Spannung von 24V, die dazu geeignet ist entsprechende Bordnetze von Wohnmobilen zu betreiben. Möglich ist auch im mobilen Einsatz die Kombination der Lithium-Akkus mit einer kompatiblen Solar-Anlage.

Sechs Vorteile von LiFePO4-Batterien

• Höhere Lebensdauer: Moderne Lithium-Eisenphosphat-Batterien bieten gerade im Vergleich zu den konventionellen Bleisäurebatterien eine deutlich längere Lebensdauer. Dabei bieten die Energiespeicher rund 5.000 Ladezyklen. Und das, ohne nennenswert an Leistung einzubüßen, bei rund 80 Prozent Entladetiefe. Damit übersteigt die Lebensdauer der modernen Akkus die durchschnittliche Lebensdauer von lediglich zwei Jahren typischer Bleisäurebatterien deutlich.
• Niedriges Gewicht: Überall dort, wo es auf Gewichtseinsparung ankommt, hat die Lithium-Batterie die Nase vorn. Die Batterien zeichnen sich durch eine sehr hohe Leistungs- und Energiedichte aus. Damit fallen die Ausmaße bei gleicher Leistung deutlich geringer aus. Im Vergleich zum Bleisäureakku liefert die Lithium-Batterie die gleiche Energiedichte bei nur halber Masse.
• Sicherheit: Lithium-Akkus sind immer wieder Auslöser für Brände. Der Grund für die gehäufte Fallzahl liegt nicht unbedingt an der Akkutechnik selbst, sondern daran, dass die Masse der Akkus in den vergangenen Jahren förmlich explodiert ist. Nichtsdestotrotz arbeiten Hersteller immer weiter an Verbesserungen für eine möglichst sichere Akkutechnologie. Durch die Kombination mit einem hochmodernen BMS zeichnen sich LiFePO4-Batterien-Akkus durch ein sehr hohes Maß an Zuverlässigkeit und Sicherheit aus.
• Wartungsfrei: Lithiumbatterien verfügen über keinen Memory-Effekt und zeichnen sich im Gegenzug durch eine sehr geringe Selbstentladung aus. Damit können Sie auch über einen längeren Zeitraum ungenutzt gelagert werden. Im Gegensatz zu althergebrachten Bleisäurebatterien benötigen die Akkus zudem keine aktive Wartung zur Verlängerung der Lebensdauer.
• Hohe Entladeströme: Diese Batterien wurden in erster Linie für hohe Entladeströme konzipiert. Abhängig von ihrer Größe können sie sogar mehrere Geräte betreiben. Bei Akkus mit 12V oder 24V bei 100Ah dienen sie sogar als zuverlässige Energiespender auf der Yacht oder im Wohnmobil.
• Enorme Effizienz: Ein Kennzeichen der Lithium-Batterien ist ihre hohe Effizienz, zumal sie über annähernd 100 Prozent ihrer Nennkapazität verfügen. Gleichzeitig unterstützen Energiespeicher wie der bei uns erhältliche LIONTRON LiFePO4 12,8V 100Ah LX Smart BMS-Akku schnelle Lade- und Entladeraten. Hinzu kommt die Möglichkeit zur Schnellladung, was Ausfallzeiten reduziert und damit die Effizienz steigert. Die Möglichkeit, der der Entladung hohe Impulsströme freizugegeben, sorgt indes für eine hohe Leistungsabgabe binnen kürzester Zeit.

Worauf beim Betrieb besonders zu achten ist

Die LiFePO4-Akkutypen haben in der praktischen Anwendung eine Besonderheit. Sie sollten nicht unter einer Temperatur von 5 Grad Celsius betrieben werden. Unterhalb dieser Temperaturschwelle leiden Eigenschaften wie die Zyklenfestigkeit sowie die Lade- und Entladeeigenschaften. Glücklicherweise ist ein solches Szenario für die typischen Einsatzgebiete der Akkumulatoren kaum relevant.

Das gilt beispielsweise auch für Wohnmobile, zumal die Batterien meisten in einem beheizten Umfeld betrieben werden. Sollte doch eine höhere Temperaturfestigkeit gefordert sein, bieten sich Akkumulatoren mit Yttrium-Zusatz als Alternative an. Das zugesetzte Yttrium verbessert unter anderem die Zyklenfestigkeit und ermöglicht einen Betrieb in einem Temperaturbereich von ca. -25 Grad Celsius und +50 Grad Celsius.

Achtung: Auf Kompatibilität achten

Wer Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren wie den bei uns erhältlichen WSB Industrial IFR 14500 AA Solar-Akku verwenden möchte, muss unbedingt ein kompatibles Ladegerät für LiFePO4-Akkus verwenden. Das gilt sowohl für 3,2VAkkus als auch für die 12V-Varianten, wie sie häufig im Wohnmobil verbaut sind. Andernfalls kann die Batterie Schaden nehmen.