Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO4)

Funktionen und Vorteile im Vergleich zu SLA

Willkommen zum ersten Teil einer Artikelserie über Lithiumbatterien. In diesem Artikel werden die Funktionen und Vorteile von a behandelt Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO4) im Vergleich zu traditionell Versiegelte Bleisäurebatterie (SLA). Technologie. Da sich die Diskussion um LiFePO4 und SLA dreht, konzentriert sich der Artikel auf 12VDC- und 24VDC-Anwendungen.

Verschiedene Lithium-Technologien

Zunächst ist es wichtig zu beachten, dass es viele Arten von „Lithium-Ionen“-Batterien gibt. Der in dieser Definition zu beachtende Punkt bezieht sich auf eine „Familie von Batterien“.
Innerhalb dieser Familie gibt es mehrere verschiedene „Lithium-Ionen“-Batterien, die unterschiedliche Materialien für ihre Kathode und Anode verwenden. Dadurch weisen sie sehr unterschiedliche Eigenschaften auf und eignen sich daher für unterschiedliche Anwendungen.

Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO4)

Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO4) ist eine bekannte Lithiumtechnologie, die sich für ein breites Anwendungsspektrum eignet.
Der niedrige Preis, die hohe Sicherheit und die gute spezifische Energie machen dies zu einer starken Option für viele Anwendungen.
Die LiFePO4-Zellspannung von 3,2 V/Zelle macht es auch zur Lithium-Technologie der Wahl für den Ersatz versiegelter Bleisäure in einer Reihe wichtiger Anwendungen.

Warum Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO4) ?

Unter allen verfügbaren Lithiumoptionen gibt es mehrere Gründe, warum LiFePO4 als ideale Lithiumtechnologie zum Ersatz von SLA ausgewählt wurde. Die Hauptgründe liegen in seinen günstigen Eigenschaften, wenn man sich die Hauptanwendungen ansieht, in denen SLA derzeit existiert. Dazu gehören:

• Ähnliche Spannung wie SLA (3,2 V pro Zelle x 4 = 12,8 V), wodurch sie sich ideal für den SLA-Ersatz eignen.
• Sicherste Form der Lithium-Technologien.
• Umweltfreundlich – Phosphat ist ungefährlich und daher sowohl umweltfreundlich als auch gesundheitsschädlich.
• Großer Temperaturbereich.

Merkmale und Vorteile von LiFePO4 im Vergleich zu SLA

Nachfolgend sind einige Hauptmerkmale einer Lithium-Eisenphosphat-Batterie aufgeführt, die in einer Reihe von Anwendungen einige wesentliche Vorteile von SLA bieten. Dies ist keineswegs eine vollständige Liste, sie deckt jedoch die wichtigsten Punkte ab. A 100AH ​​AGM-Batterie wurde als SLA ausgewählt, da dies eine der am häufigsten verwendeten Größen in Deep-Cycle-Anwendungen ist. Diese 100-Ah-Hauptversammlung wurde mit einem 100-Ah-LiFePO4-Akku verglichen, um einen möglichst genauen Vergleich zu ermöglichen.

Merkmal – Gewicht:

Vergleich

• LifePO4 ist weniger als halb so schwer wie SLA
• AGM Deep Cycle – 27,5 kg
• LiFePO4 – 12,2 kg

Vorteile

• Erhöht die Kraftstoffeffizienz
  • Bei Wohnwagen- und Bootsanwendungen wird das Anhängegewicht reduziert.
• Erhöht die Geschwindigkeit
  • Bei Bootsanwendungen kann die Wassergeschwindigkeit erhöht werden
• Reduzierung des Gesamtgewichts
• Längere Laufzeit

Das Gewicht hat bei vielen Anwendungen einen großen Einfluss, insbesondere wenn es um das Ziehen oder die Geschwindigkeit geht, beispielsweise beim Wohnwagen- und Bootsfahren. Andere Anwendungen umfassen tragbare Beleuchtungs- und Kameraanwendungen, bei denen die Batterien mitgeführt werden müssen.

Merkmal – Längere Lebensdauer:

Vergleich

• Bis zu 6-fache Lebensdauer
• AGM Deep Cycle – 300 Zyklen bei 100 % DoD
• LiFePO4 – 2000 Zyklen bei 100 % DoD

Vorteile

• Niedrigere Gesamtbetriebskosten (Kosten pro kWh deutlich niedriger über die Lebensdauer der Batterie für LiFePO4)
• Reduzierung der Austauschkosten – Ersetzen Sie die AGM bis zu sechs Mal, bevor das LiFePO4 ausgetauscht werden muss

Die längere Lebensdauer bedeutet, dass die zusätzlichen Anschaffungskosten einer Lithium-Eisenphosphat-Batterie über die gesamte Nutzungsdauer der Batterie mehr als wettgemacht werden. Bei täglicher Nutzung muss ein AGM ca. 1 Jahr ausgetauscht werden. 6 Mal, bevor das LiFePO4 ausgetauscht werden muss

Merkmal – flache Entladungskurve:

Vergleich

• Bei 0,2C (20A) Entladung
• AGM – fällt danach unter 12 V
• 1,5 Stunden Laufzeit
• LiFePO4 – fällt nach etwa 4 Stunden Laufzeit unter 12 V

Vorteile

• Effizientere Nutzung der Batteriekapazität
• Leistung = Volt x Ampere
• Sobald die Spannung abfällt, muss die Batterie mehr Ampere liefern, um die gleiche Leistung zu liefern.
• Eine höhere Spannung ist besser für die Elektronik
• Längere Laufzeit für Geräte
• Volle Ausnutzung der Kapazität auch bei hoher Entladerate
• AGM bei 1 °C Entladung = 50 % Kapazität
• LiFePO4 bei 1C Entladung = 100 % Kapazität

Diese Funktion ist wenig bekannt, stellt jedoch einen großen Vorteil dar und bietet mehrere Vorteile. Mit der flachen Entladekurve von LiFePO4 bleibt die Klemmenspannung für eine Kapazitätsauslastung von bis zu 85–90 % über 12 V. Aus diesem Grund sind weniger Ampere erforderlich, um die gleiche Strommenge zu liefern (P=VxA), und die effizientere Nutzung der Kapazität führt daher zu einer längeren Laufzeit. Auch wird der Nutzer die Verlangsamung des Geräts (z. B. Golfwagen) nicht früher bemerken.

Darüber hinaus ist die Wirkung des Peukert-Gesetzes bei Lithium weitaus weniger bedeutsam als bei AGM. Dies führt dazu, dass unabhängig von der Entladerate ein großer Prozentsatz der Kapazität der Batterie zur Verfügung steht. Bei 1 °C (oder 100 A Entladung für eine 100-Ah-Batterie) erhalten Sie mit der LiFePO4-Option immer noch 100 Ah gegenüber nur 50 Ah für die AGM.

Merkmal – Erhöhte Kapazitätsausnutzung:

Vergleich

• Von der Hauptversammlung empfohlenes DoD = 50 %
• LiFePO4 empfohlenes DoD = 80 %
• AGM Deep Cycle – 100 Ah x 50 % = 50 Ah nutzbar
• LiFePO4 – 100 Ah x 80 % = 80 Ah
• Differenz = 30 Ah oder 60 % mehr Kapazitätsnutzung

Vorteile

• Erhöhte Laufzeit oder Akku mit geringerer Kapazität zum Austausch

Durch die erhöhte Nutzung der verfügbaren Kapazität kann der Benutzer entweder bis zu 60 % mehr Laufzeit mit der gleichen Kapazitätsoption in der LiFePO4-Batterie erzielen oder sich alternativ für eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie mit geringerer Kapazität entscheiden und dennoch die gleiche Laufzeit wie die AGM mit größerer Kapazität erreichen .

Merkmal – Höhere Ladeeffizienz:

Vergleich

• Hauptversammlung – Das vollständige Aufladen dauert ca. 8 Stunden
• LiFePO4 – Die vollständige Aufladung kann nur 2 Stunden dauern

Vorteile

• Der Akku ist schneller geladen und wieder einsatzbereit

Ein weiterer großer Vorteil in vielen Anwendungen. Aufgrund des geringeren Innenwiderstands und anderer Faktoren kann eine LiFePO4-Batterie wesentlich schneller aufgeladen werden als eine AGM-Batterie. Dadurch sind sie viel schneller aufgeladen und einsatzbereit, was viele Vorteile mit sich bringt.

Merkmal – Geringe Selbstentladungsrate:

Vergleich

• Hauptversammlung – Entladung auf 80 % SOC nach 4 Monaten
• LiFePO4 – Entladung auf 80 % nach 8 Monaten

Vorteile

• Kann über einen längeren Zeitraum gelagert werden

Diese Funktion ist besonders wichtig für Freizeitfahrzeuge, die nur ein paar Monate im Jahr genutzt werden dürfen, bevor sie für den Rest des Jahres eingelagert werden, wie z. B. Wohnwagen, Boote, Motorräder und Jetskis usw. Zusammen mit diesem Punkt gilt auch LiFePO4 Der Akku verkalkt nicht und daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Akku auch nach längerer Standzeit dauerhaft beschädigt wird. Einem Lithium-Eisenphosphat-Akku schadet es nicht, wenn er nicht in voll geladenem Zustand gelagert wird.

Wenn Ihre Anwendungen also eine der oben genannten Funktionen erfordern, werden Sie sich für den Mehraufwand für eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie sicher lohnen. In den kommenden Wochen folgt ein Folgeartikel, der sich mit den Sicherheitsaspekten von LiFePO4-Batterien und verschiedenen Lithium-Chemikalien befassen wird.

Bei BSLBATT®-Batterien Wir sind ein seit 15 Jahren bestehendes Batterieunternehmen und verfügen über umfassende Erfahrung und Kenntnisse in einer breiten Palette von Batterietechnologien. Wir verkaufen und unterstützen seit vielen Jahren Lithiumbatterien für viele Anwendungen. Wenn Sie also Anforderungen haben oder Fragen haben, können Sie uns jederzeit kontaktieren Kontaktieren Sie uns .