LiFePO4 Akku

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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.

FAQ - Fragen und Antworten zu LiFePO4 Batterien

Fragen zum LiFePO4 Akku

Was ist ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akku?

Ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akku (LiFePO4) ist eine Art von Lithium-Ionen-Akku, der als "LiFePO4" bezeichnet wird und eine Variante des Lithium-Ionen-Akkus ist. Es nutzt Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4) als Kathodenmaterial, anstelle von Lithium-Cobalt-Oxid (LiCoO2), das in den meisten Lithium-Ionen-Akkus verwendet wird.

Ein Vorteil von LiFePO4-Akkus ist, dass sie eine höhere thermische Stabilität und eine niedrigere Entzündbarkeit aufweisen, im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Akkus. Sie haben auch eine längere Lebensdauer und eine höhere Zyklusfestigkeit, was bedeutet, dass sie mehr Lade- und Entladezyklen durchlaufen können, bevor sie ihre Kapazität verlieren.

LiFePO4-Akkus haben auch eine niedrigere Spannung als andere Lithium-Ionen-Akkus und sind daher sicherer in Bezug auf Brand- und Explosionsrisiken. Sie sind auch besser für den Einsatz in Anwendungen geeignet, die hohe Ströme erfordern, wie zum Beispiel Elektrofahrräder, Elektromobile und Solar-Energie-Systeme.

Ein Nachteil von LiFePO4-Akkus ist, dass sie normalerweise teurer sind als andere Arten von Lithium-Ionen-Akkus. Sie haben auch eine niedrigere Energiedichte, was bedeutet, dass sie für den gleichen Platzbedarf weniger Energie speichern können.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Lebensdauer und Leistung von LiFePO4-Akkus auch von der Art der Verwendung, der Pflege und der Lagerbedingungen abhängen. Es ist am besten, die Anweisungen des Herstellers zu befolgen und sicherzustellen, dass der Akku richtig gelagert und verwendet wird, um die Lebensdauer und Leistung zu maximieren.

Insgesamt ist ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akku (LiFePO4) eine Art von Lithium-Ionen-Akku, die aufgrund ihrer thermischen Stabilität, längeren Lebensdauer und höheren Zyklusfestigkeit in Anwendungen wie Elektrofahrrädern, Elektromobilen und Solar-Energie-Systemen weit verbreitet ist. Sie haben auch eine niedrigere Entzündbarkeit und eine niedrigere Spannung als andere Lithium-Ionen-Akkus, was sie sicherer macht. Allerdings sind sie normalerweise teurer und haben eine geringere Energiedichte als andere Arten von Lithium-Ionen-Akkus. Es ist wichtig, die Anweisungen des Herstellers zu befolgen und sicherzustellen, dass der Akku richtig gelagert und verwendet wird, um die Lebensdauer und Leistung zu maximieren.

Was bedeutet LiFePO4 eigentlich?

LiFePO4 = Lithium-Eisenphosphat-

Der Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator ist eine Ausführung eines Lithium Ionen Akumulator mit einer Zellenspannung von 3,2 V bzw. 3,3 V. Die positive Elektrode besteht aus Lithium Eisenphosphat (LiFePO4) anstelle von herkömmlichem Lithium Cobalt-oxid. (LiCoO2).

Welche Eigenschaften haben LiFePO4-Akkus?

LiFePO4-Akkus haben mehrere charakteristische Eigenschaften, darunter:

  1. Hohe thermische Stabilität: LiFePO4-Akkus haben eine höhere thermische Stabilität im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Akkus, was sie weniger anfällig für Überhitzung und Brandrisiken macht.

  2. Lange Lebensdauer: LiFePO4-Akkus haben eine längere Lebensdauer als andere Lithium-Ionen-Akkus, und können mehr Lade- und Entladezyklen durchlaufen, bevor ihre Kapazität nachlässt.

  3. Hohe Zyklusfestigkeit: LiFePO4-Akkus haben eine höhere Zyklusfestigkeit, was bedeutet, dass sie mehr Lade- und Entladezyklen durchlaufen können, bevor sie ihre Kapazität verlieren.

  4. Sicherheit: LiFePO4-Akkus haben eine niedrigere Entzündbarkeit und eine niedrigere Spannung als andere Lithium-Ionen-Akkus, was sie sicherer macht.

  5. Höhere Ströme: LiFePO4-Akkus sind besser geeignet für Anwendungen, die hohe Ströme erfordern

  6. Niedrige Selbstentladung: LiFePO4-Akkus haben eine niedrigere Selbstentladung, was bedeutet, dass sie ihre Ladung länger beibehalten.

  7. Geringere Selbstentladung: LiFePO4-Akkus haben eine geringere Selbstentladung, was bedeutet, dass sie ihre Ladung länger beibehalten.

  8. Geringer Widerstand: LiFePO4-Akkus haben einen geringeren Widerstand, was bedeutet, dass sie eine höhere Leistung bei niedrigeren Temperaturen liefern können.

Wo kommen LiFePO4-Akkus zum Einsatz?

LiFePO4-Akkus werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, insbesondere in den Bereichen Energie- und Elektromobilität. Einige der häufigsten Anwendungen sind:

  1. Elektrofahrräder: LiFePO4-Akkus werden häufig in Elektrofahrrädern verwendet, da sie eine lange Lebensdauer, hohe Zyklusfestigkeit und hohe thermische Stabilität bieten.

  2. Elektromobile: LiFePO4-Akkus werden auch in Elektromobilen verwendet, insbesondere in Elektro-Lkw und -Bussen, da sie eine lange Lebensdauer und hohe Sicherheit bieten.

  3. Solar-Energie-Systeme: LiFePO4-Akkus werden auch in Solar-Energie-Systemen verwendet, um die gewonnene Energie zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen.

  4. Wohnmobil & Boote: LiFePO4-Akkus sind auch in Wohnmobilen und Booten als Energiespeicher sehr verbreitet.

  5. Unterhaltungselektronik: LiFePO4-Akkus werden auch in einer Vielzahl von tragbaren elektronischen Geräten, wie z.B. tragbaren DVD-Playern, tragbaren Spielkonsolen und tragbaren Lautsprechern, eingesetzt.

  6. Sicherheits- und Überwachungssysteme: LiFePO4-Akkus werden auch in Sicherheits- und Überwachungssystemen, wie z.B. Rauchmeldern und Überwachungskameras, verwendet.

  7. Werkzeuge: LiFePO4-Akkus werden auch in einer Vielzahl von Werkzeugen, wie z.B. Akku-Schraubern und Akku-Sägen, verwendet. Sie bieten eine lange Laufzeit und hohe Leistung bei niedrigen Temperaturen.

  8. Medizinische Geräte: LiFePO4-Akkus werden auch in medizinischen Geräten, wie z.B. tragbaren Defibrillatoren und Herzmonitoren, verwendet.

  9. Notbeleuchtung: LiFePO4-Akkus werden auch in Notbeleuchtungssystemen verwendet, da sie lange Lebensdauer und hohe Sicherheit bieten.

  10. Wissenschaftliche Geräte: LiFePO4-Akkus werden auch in wissenschaftlichen Geräten, wie z.B. Wetterstationen und seismischen Sensoren, verwendet.

Es ist zu beachten, dass die Wahl des richtigen Akku-Systems für eine bestimmte Anwendung von mehreren Faktoren abhängt, wie z.B. der erforderlichen Energie, der Leistung, der Sicherheit, der Lebensdauer und der Kosten. LiFePO4-Akkus sind jedoch eine attraktive Wahl für viele Anwendungen aufgrund ihrer hohen thermischen Stabilität, langer Lebensdauer und hohen Zyklusfestigkeit.

Wo kann ich eine LiFePO4 Batterie überall einsetzen?

Das Einsatzgebiet für LiFePO4-Akkus ist sehr vielfältig.

Es reicht vom Einsatz im Hobby, zum Beispiel als Antrieb eines Futterbootes für Angler oder als Versorgungsbatterie in einem Segelflugzeug bis hin zu hochtechnologisierten Anwendungen in der Industrie.

Unsere im Angebot befindlichen Akkus sind meist als Versorgungsbatterien ausgelegt, Sie eignen sich damit hervoragend für zyklische Anwendungen, wie das Speichern von Energie für Wohnmobile, aus Windkraft~ oder Solaranlagen.

Ist in den LiFePO4 Batterien ein Batteriemangemantsystem verbaut?

Ja, ein BMS ist immer mit verbaut, soweit es sich nicht um eine Einzelzelle (Rohzelle) handelt.

Es wäre sehr unverantwortlich, Akkus mit mehreren Zellen ohne BMS auszuliefern. Das Batterie Management System balanciert zum einen die Zellen aus und schützt vor Über~ und Unterladung, vor Kurzschluß, Überlast und Verpolung.

Ist der LiFePO4 Akku wirklich günstiger als ein Bleiakku?

Ja, ist er, wenn man die Lebensdauer oder auch Nutzungsdauer zum AGM Akku in den Vergleich setzt. Spannende Informationen dazu haben wir in einem separaten Beitrag zusammengefasst. Einfach hier klicken.

Was für Akkuzellen sind in den LiFePO4 Batterien verbaut?

Je nach Akku befinden sich in den LiFePO4 Akkus entweder zylindrische oder prismatische LiFePO4 Zellen.

Was ist bei Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus zu beachten?

Bei der Verwendung von Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus (LiFePO4) sollten einige Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden, um die Sicherheit und die Leistung des Akkus zu gewährleisten:

  1. Richtige Lagerung: LiFePO4-Akkus sollten bei Raumtemperatur gelagert werden und vor Feuchtigkeit und extreme Temperaturen geschützt werden. Es ist wichtig, die Anweisungen des Herstellers bezüglich der Lagerbedingungen zu befolgen.

  2. Korrekte Verwendung: LiFePO4-Akkus sollten immer mit dem richtigen Ladegerät geladen werden und nicht über die empfohlene Ladestromstärke hinaus geladen werden. Es ist auch wichtig, den Akku nicht zu tiefentladen, da dies die Lebensdauer des Akkus beeinträchtigen kann.

  3. Sicherheit: LiFePO4-Akkus sind sicherer als andere Lithium-Ionen-Akkus, aber es ist immer wichtig, sicherzustellen, dass der Akku richtig gelagert und verwendet wird, um mögliche Gefahren zu vermeiden.

  4. Entsorgung: LiFePO4-Akkus sollten ordnungsgemäß entsorgt werden, wenn sie nicht mehr verwendet werden. Es ist wichtig, sich über die lokalen Vorschriften und Entsorgungsmethoden im Voraus zu informieren.

  5. Wartung: LiFePO4-Akkus sollten regelmäßig auf Schäden überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie in einwandfreiem Zustand sind. Es ist auch wichtig, die Anweisungen des Herstellers bezüglich der Wartung und Pflege des Akkus zu befolgen.

  6. Kompatibilität: LiFePO4-Akkus sollten immer mit Geräten verwendet werden, die für ihren Gebrauch zugelassen sind. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Akku mit dem Gerät kompatibel ist und die richtige Spannung und Kapazität hat.

  7. Monitoring: Es ist empfehlenswert ein Batteriemanagementsystem oder ein Akku-Monitoring-System zu verwenden, um den Zustand des Akkus zu überwachen und die Leistung des Akkus zu optimieren.

  8. Ladezyklen: LiFePO4-Akkus haben eine höhere Zyklusfestigkeit als andere Lithium-Ionen-Akkus, aber es ist immer wichtig, die Anzahl der Ladezyklen zu berücksichtigen, da dies die Leistung des Akkus beeinflussen kann.

Wie lade ich die LiFePO4 Akkus richtig?

Wie sollte ich einen LiFePO4-Akku laden?
LiFePO4-Akkus sollten mit einem speziellen Ladegerät geladen werden, das für diese Art von Akkus entwickelt wurde. Es ist wichtig, das Ladegerät gemäß den Anweisungen des Herstellers zu verwenden und die richtige Ladespannung und den richtigen Ladestrom zu wählen, um Überladung und Überhitzung zu vermeiden.
Wie hoch sollte die Ladespannung für LiFePO4-Akkus sein?
Die Ladespannung für LiFePO4-Akkus sollte zwischen 3,6 und 3,8 Volt pro Zelle liegen. Es ist wichtig, die Ladespannung nicht zu hoch einzustellen, um eine Überladung und Beschädigung des Akkus zu vermeiden.
Welcher Ladestrom ist für LiFePO4-Akkus geeignet?
Der Ladestrom für LiFePO4-Akkus sollte nicht höher sein als der vom Hersteller empfohlene Maximalstrom. Ein zu hoher Ladestrom kann den Akku beschädigen und seine Lebensdauer verkürzen.
Kann ich LiFePO4-Akkus mit einem herkömmlichen Ladegerät laden?
Nein, LiFePO4-Akkus erfordern ein spezielles Ladegerät, das für diese Art von Akkus geeignet ist. Ein herkömmliches Ladegerät kann eine zu hohe Ladespannung oder einen zu hohen Ladestrom erzeugen, was zu einer Beschädigung des Akkus führen kann.
Wie erkenne ich, wann der LiFePO4-Akku vollständig geladen ist?
Ein LiFePO4-Akku ist vollständig geladen, wenn die Ladespannung den empfohlenen Wert erreicht hat und der Ladestrom auf ein Minimum abgesunken ist. Einige Ladegeräte haben eine Anzeige, die den Ladezustand des Akkus anzeigt.
Kann ich LiFePO4-Akkus über Nacht laden?
Es wird nicht empfohlen, LiFePO4-Akkus über Nacht zu laden, da dies zu einer Überladung und Überhitzung des Akkus führen kann. Es ist wichtig, den Akku regelmäßig zu überwachen und das Laden zu beenden, wenn der Akku vollständig geladen ist.
Wie kann ich die Lebensdauer meines LiFePO4-Akkus maximieren?
Um die Lebensdauer des LiFePO4-Akkus zu maximieren, sollte er bei Raumtemperatur aufbewahrt und nicht vollständig entladen werden. Der Akku sollte auch regelmäßig aufgeladen und nicht überladen werden. Vermeiden Sie es außerdem, den Akku extremen Temperaturen auszusetzen oder ihn fallen zu lassen.
 
Kann ich meinen LiFePO4-Akku in einer Parallelschaltung laden?
Es wird nicht empfohlen, LiFePO4-Akkus in einer Parallelschaltung zu laden, da dies zu einer ungleichen Ladung. Sie müssen eine Ladegerät mit der richtigen Spannung haben, wenn Sie es trotzdem tun.