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 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)
 

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.
 

Wie lade ich die LiFePO4 Akkus richtig?

FAQ - Fragen und Antworten zu den LIONTRON Batterien

FAQ LIONTRON

Welches Ladegerät ist für die Batterie geeignet?

Wir empfehlen Ladegeräte mit einer CCCV-Kennlinie für eine optimale Ladung von LiFePO4 Batterien.Die empfohlene Ladespannung sollte unbedingt eingehalten werden. Eine niedrigere Ladespannung kann dazu führen, dass die Batterie nicht vollgeladen wird oder die Ladedauer sich deutlich verlängert. Eine zu hohe Ladespannung löst den internen Schutz der Batterie aus und die Ladung wird gestoppt. Bei wiederholter oder sehr hoher Überspannung kann es zu einem Defekt kommen.

Kann ich mein Ladegerät für Bleibatterien weiterverwenden?

Ladegeräte für Blei-Akkus dürfen nur verwendet werden, wenn die korrekte Ladespannung eingestellt ist und kein Desulfatierungsprogramm verwendet wird. Für eine effiziente Ladung empfehlen wir Ladegeräte mit einem speziellen LiFePO4 Modus oder professionelle Geräte, bei denen die Werte auf LiFePO4 Akkus angepasst werden können, wie Ladegeräte, Solarladeregler und Kombigeräte der Marke Victron Energy.

Kann ich die Batterie mit einer Starterbatterie kombinieren?

Grundsätzlich sollten nur Batterien desselben Typs und Modells parallelgeschaltet werden. Sie sollten eine LiFePO4 Batterie niemals direkt mit einer Bleibatterie verschalten, da es auf Grund der sehr unterschiedlichen Lade- und Entladeeigenschaften unweigerlich zu Problemen kommt. Für die kombinierte Nutzung mit Blei-Starterbatterie empfehlen wir ein geeignetes B2B-Ladegerät (auch Ladebooster genannt). Dieser ermöglicht eine optimale Ladung der LiFePO4 Batterie durch die Lichtmaschine ohne eine direkte Verschaltung von Blei- und Lithiumbatterie.


  

Der Ladevorgang stoppt, die App zeigt aber noch keine 100% an, woran liegt das?

Die Batterie stoppt den Ladevorgang, sobald eine der Zellen den maximalen Ladezustand erreicht hat. Bei der Ladung mit sehr hohem Ladestrom kann es sein, dass noch nicht alle Zellen diesen Zustand erreicht haben. Diese Unterschiede gleicht die Batterie automatisch aus und lässt eine Ladung erneut zu, sobald die Zellen angeglichen wurden. Insbesondere bei neuen Batterien oder nach längerer Lagerung empfehlen wir die Ladung mit geringerem
Ladestrom zur Nutzung der gesamten Kapazität.

Warum kann keine Verbindung per Bluetooth hergestellt werden?

Für eine Verbindung mit der Batterie benötigen Sie unbedingt die LIONTRON App. Eine direkte Verbindung über das
Bluetooth Menü Ihres Smartphones ist nicht möglich.

Warum taucht die Batterie nicht in der Liste verfügbarer Geräte in der App auf?

Eine Batterie kann jeweils nur mit einem Smartphone verbunden sein. Wenn die Batterie nicht in der Liste mit verfügbaren Geräten in der App auftaucht, vergewissern Sie sich, dass nicht bereits ein anderes Gerät mit der Batterie verbunden ist. Vergewissern Sie sich zudem, dass Bluetooth eingeschaltet ist. Ihr Gerät muss mindestens Bluetooth 4.0 unterstützen. In einigen Fällen hilft die Neuinstallation der App um Probleme zu beheben.

Unterschiedliche Ladezustände bei Parallelschaltung von mehreren Batterien.

Da jeder Akku in einem Verbund den Ladezustand fürsich selbst berechnet,sind Abweichung normal. Insbesondere bei neu miteinander verbunden Batterien kann es einige Zyklen dauern, bis alle Batterien einer Parallelschaltung sich angeglichen haben. Sollten die Abweichungen auch nach mehreren Arbeitszyklen immer noch gravierend sein, prüfen Sie bitte die nochmals korrekte Verkabelung, da dies ein Hinweis darauf sein könnte, dass die Batterien
ungleichmäßig belastet werden.
Achten Sie auf einen identischen Kabelquerschnitt und gleiche Kabellängen bei der Verbindung der Batterien untereinander. Verbraucher sollten am Pluspol der ersten Batterie und Minuspol der letzten Batterie verbunden werden um die Last gleichmäßig auf alle Batterien zu verteilen.

Meine neue Batterie zeigt bereits Lade-/Entladezyklen in der App an.

Im Rahmen der Quallitätssicherung unterlaufen die Akkus sowie die verbauten Komponenten vor dem Verkauf regelmäßigen Kontrollen. Einige Lade- und Entladezyklen sind dabei völlig normal und kein Grund zur Beunruhigung.

Ist die Batterie bei der Anlieferung voll geladen?

Bei der Lieferung ist die Batterie etwa zu 20% aufgeladen. Es wird empfohlen, die neue Batterie zunächst vollständig aufzuladen, bevor sie in Betrieb genommen wird.

Was ist bei der Wartung der Batterie zu beachten?

Zur Pflege des Akkus Anschlusspole und Oberfläche sauber halten, Klemmen fest anziehen und leicht einfetten. Mindestens einmal im Jahr zyklisch benutzen, um die Kapazität der Batterie zu erhalten und den Ladestatus zu kalibrieren.

Wie wird die Batterie korrekt gelagert?

Klemmen Sie alle Geräte ab. Der Akku sollte an einem kühlen gut belüfteten Ort lagern. Vermeiden Sie unbedingt direkte Sonneneinstrahlung. Empfohlen wird, den Akku auf ca. 80% seiner Kapazitätzu laden und den Ladezustand einmal im Jahr zu überprüfen.

Was ist bei Inbetriebnahme der Batterie zu beachten?
  • Die Zykluskapazität kann aufgrund der Änderung der Arbeitstemperatur und der Lade- und Entladerate von der Nennkapazität abweichen.
  • Die Batterie kann sowohl in aufrechter, als auch in liegender Position installiert werden.
  • Die Batterie niemals unter Last anschließen.
  • Zerlegen Sie die Batterie nicht.
  • Nur für Parallelschaltung verfügbar, Serienschaltung ist nicht zulässig.
  • Die Arbeitstemperatur sollte unter + 60 ° C liegen.