LiFePO4


LiFePO4

Der Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator ist eine Weiterentwicklung des Lithium-Ionen-Akkumulators. Als Kathodenmaterial wird LiFe-PO4 verwendet.

Inhaltsverzeichnis

Vorteile

LiFe-PO4-Zellen liefern sehr hohe Entladeströme. Eine Dauerlast von 35 c und eine Spitzenlast von 100 c sind möglich, wobei bei einer Last von 35 c noch 95 Prozent der Nennkapazität verfügbar sind.[1] Im Gegensatz zu herkömmlichen Li-Ionen-Zellen scheidet sich bei Überladung kein metallisches Lithium ab und es wird kein Sauerstoff freigesetzt, wie dies beim konventionellen Li-Ion-Akkus der Fall ist. Die Abscheidung und Sauerstoff führt bei älteren Typen von Li-Ionen-Akkumulatoren zum sogenannten thermischen Durchgehen, das unter ungünstigen Bedingungen sogar zur Explosion der Zelle führen kann. Beim Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator ist dies nicht möglich.[2]

Im Vergleich zu den konventionellen Kathodenmaterialien (LiCoO2) wird im Lithium-Eisen-Phosphat-Akku der gesamte Lithiumanteil verwendet. Bei Akkus mit LiCoO2-Kathode wird nur 50–60 % des Lithiums genutzt, da sonst die Schichtstruktur instabil würde. Bei Verwendung von Li2Mn2O4 Kathoden kann nur 50 % des vorhandenen Lithiums genutzt werden; der Rest ist fest im Kristall eingebaut.

Je nach Bauart ist eine Ladung auf 90 % innerhalb von fünf Minuten möglich. Beim „1 C Cycling“ ist seine Impedanz (ca. 15 mOhm für den Zelltyp 18650, das heißt mit 18 mm Durchmesser und 65 mm Länge[3]) selbst nach 4000 Zyklen quasi unverändert. Selbst bei vollständiger Entladung mit 10 C sind noch über 1000 Zyklen möglich. Diese Kenndaten hängen allerdings sehr von der verwendeten Anode und dem Elektrolyt ab.

Auch die Leistungsdichte (Bis zu 3000 W/kg) liegt höher als beim Li-Ion-Akku. Für einen Akku mit einem Energieinhalt von 1000 Wh werden beim Lithium-Eisenphosphat-Akku nur 40 Gramm Lithium benötigt.[4]

Nachteile

Die typische Zellenspannung von 3,3 Volt ist niedriger als beim Lithium-Ionen-Akku (3,7 V).

Hersteller und Anwendungen

A123Systems bietet Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren unter dem Namen Lithium-Nanophosphat-Akku[5] an. Valence Technology bietet entsprechende Akkumulatoren im Format einer Autobatterie unter dem Namen Epoch Power Systems[6] an. Ein Zulieferer für das Zellenmaterial ist Altairnano.[7]

Verwendung findet der LiFe-PO4-Akkumulator vor allem im 100-Dollar-Laptop und Fahrrädern mit elektrischem Hilfsantrieb sowie im Modellbau. Brammo [8] beginnt 2008 mit der Produktion von Motorrädern.[9] Auch an die Verwendung in modernen Elektroautos wird gedacht.

Einzelnachweise

  1. A123 Systems
  2. Vergleich Li-Ion zu LiFePO4 Akku, Video
  3. MSC Vertriebs GmbH (Hrsg.): Wissenswertes über typische Batteriegrößen und -Abmessungen.
  4. Info von der Planetary Engineering Group Earth
  5. A123 Systems: Produkte
  6. Valence Technology: Produkte
  7. Altairnano: Power
  8. Brammo
  9. Enertiabike


Siehe auch


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