Die Lithium-Eisenphosphat-Batterien überzeugen durch Hochstromfähigkeit bei hoher Eigensicherheit in Verbindung mit hoher Zyklenfestigkeit. Sie sind besonders langlebig und sicher.
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Der Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator ist eine Ausführung eines Lithium-Ionen-Akkumulators mit einer Zellspannung von 3,2 V bzw. 3,3 V. Als Kathodenmaterial wird Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) anstelle von herkömmlichem Lithium-Cobalt-Oxid (LiCoO2) verwendet. Die Anode besteht aus Graphit oder hartem Kohlenstoff mit eingelagertem Lithium. LiFePO4 wurde erstmals 1997 als Kathodenmaterial für Lithium-Ionen-Akkus verwendet. Es ersetzt die häufig eingesetzte Lithium-Cobalt-Kathode. Als Gründe für den Ersatz sind vor allem die verbesserte Umweltfreundlichkeit und die höhere Sicherheit zu nennen.
Hauptanwendungsgebiete dieser Technologie sind Militär, Elektromobilität, Storage, aber auch mobile Applikationen mit dem Fokus auf Sicherheit, wie z.B. in der Medizintechnik.
Im Vergleich zu klassischen Blei-Säure-Batterien bietet die Lithium-Eisenphosphat-Technologie zahlreiche Vorteile: Sie ist deutlich langlebiger, wartungsfrei und erlaubt eine nahezu vollständige Entladung ohne Leistungseinbußen. Während Blei-Säure-Akkus oft nur etwa 300 Ladezyklen erreichen, sind bei LiFePO₄ über 2.000 Zyklen üblich. Zudem enthalten sie keine toxischen Schwermetalle wie Blei, was die Entsorgung vereinfacht und die Umwelt schont. Auch die Ladezeiten sind kürzer und die Betriebssicherheit durch die stabile Zellchemie deutlich höher.
Die Ladeschlussspannung liegt in der Regel bei 3,6-3,65 Volt, die Entladeschlussspannung liegt zwischen 2,8-2,5 Volt.
Besonders vorteilhaft ist die hohe Zyklenfestigkeit dieses Systems, die die mögliche Zyklenzahl herkömmlicher Lithium-Ionen-Akkus mit 1000 bis 2000 Zyklen deutlich übersteigt. Außerdem sind sehr hohe Lade- und Entladeströme möglich.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Zellen mit Lithium-Cobalt-Oxid (LiCoO2) wird im Fehlerfall kein Sauerstoff freigesetzt. Dieser kann bei anderen Typen von Lithium-Ionen-Akkumulatoren zum thermischen Durchgehen führen, was unter ungünstigen Bedingungen zum Entflammen der Zelle führt. Bei Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren ist dies weniger wahrscheinlich.
Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien bietet die Lithium-Eisenphosphat-Technologie erhebliche technische Vorteile:
LiFePO₄-Zellen erreichen typischerweise über 2.000 Ladezyklen, während Blei-Säure-Systeme meist nur 200–550 Zyklen durchlaufen. Die Ladeeffizienz liegt bei über 95 %, was kürzere Ladezeiten und geringere Energieverluste bedeutet. Zudem sind LiFePO₄-Batterien wartungsfrei, während Blei-Säure-Akkus regelmäßige Pflege wie das Nachfüllen von Wasser erfordern. Auch die thermische Stabilität ist bei LiFePO₄ deutlich höher, was die Betriebssicherheit erhöht und das Risiko von Gasbildung oder Brand minimiert. Trotz höherer Anschaffungskosten sind die Gesamtkosten über die Lebensdauer hinweg meist niedriger.