LiFePo4 Batterie: Revolution der Lithium-Ionen-Technologie
Die LiFePo4-Batterie, eine Form der Lithium-Ionen-Batterien, gilt als zukunftsweisend in der Welt der wiederaufladbaren Batterien. Diese Batterien, in denen Lithium-Ionen während der Entladung von der Anode durch einen Elektrolyten zur Kathode wandern und beim Aufladen zurück, bieten eine Reihe spezifischer Vorteile.
Grundlegende Vorteile der Lithium-Ionen-Batterien
Zu den wichtigsten Vorteilen zählen ihre hohe Zellspannung, hohe Energiedichte und das Fehlen eines Memory-Effekts. Die LiFePO4-Batterie, auch als Lithium-Eisenphosphat-Batterie bekannt, sticht durch ihre niedrigen Kosten, ausgezeichnete Sicherheit und hohe Zyklusbeständigkeit hervor. Diese Eigenschaften machen sie zu einem idealen Kandidaten für die Massenproduktion von Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere für Anwendungen in Elektrofahrzeugen.
Aufbau und Funktionsweise der Lithium-Ionen-Batterien
Die Kathode besteht aus einem Verbundmaterial (ein eingelagertes Lithium-Verbindung), während die Anode meist aus porösem lithiiertem Graphit gefertigt ist. Der Elektrolyt kann flüssig, polymer oder fest sein, während der Separator porös ist, um den Transport von Lithium-Ionen zu ermöglichen und Kurzschlüsse sowie thermische Durchgehen zu verhindern.
Primäre und Sekundäre Lithium-Batterien
Es ist wichtig, primäre (nicht wiederaufladbare) Lithium-Batterien von sekundären (wiederaufladbaren) Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien zu unterscheiden. Primäre Lithium-Batterien enthalten metallisches Lithium, was bei Lithium-Ionen-Batterien nicht der Fall ist.
Arten von Lithium-Ionen-Batterien
Die Typen der Lithium-Ionen-Batterien werden nach dem Kathodenmaterial kategorisiert. So gibt es beispielsweise Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2), das häufig in mobilen Geräten verwendet wird, Lithium-Mangan-Oxid (LiMn2O4) mit hoher thermischer Stabilität und Sicherheit, und Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (LiNiMnCoO2) – NMC, das in E-Bikes und Elektrowerkzeugen zum Einsatz kommt.
LiFePO4-Batterien weisen eine geringere Energiedichte auf als andere Lithium-Ionen-Batterietypen wie NMC, sind jedoch aufgrund ihrer geringeren Kosten, hohen Sicherheit, geringen Toxizität und langen Lebensdauer besonders für Fahrzeuge, stationäre Anwendungen und Notstromversorgung geeignet. Ihre Arbeitspannung liegt zwischen 3,0 und 3,3 V, und die Zykluslebensdauer reicht von 2.700 bis über 10.000 Zyklen, abhängig von den Bedingungen.
Weitere Batterietypen
