Nicht alle Lithiumbatterien sind gleich

22 Jul 2022

Nicht alle Lithiumbatterien sind gleich. Tatsächlich gibt es eine Gruppe verwandter Familienchemien. Die Batterieindustrie hebt sechs gängige Varianten hervor, zusammen mit den chemischen charakteristischen Details derjenigen, die für Ihre Anwendung am besten geeignet sind. Nachfolgend sind die 6 gängigen Arten von Lithium-Ionen-Akkus in der Tabelle aufgeführt:

Chemie	Lithium-Kobalt-Oxid	Lithium-Mangan-Oxid	Lithium-Nickel-Mangan	Lithium-Eisen-Phosphat	Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid	Lithium Titanat
Kurzform	Li-Kobalt	Li-Mangan	NMC	Li-Phosphat	Li-Aluminium	Li-Titanat
Abkürzung	LiCoC ₂ (LCO)	LiMn ₂ O ₄ (LMO)	LiNiMnCoO ₂ (NMC)	LiFePO ₄ (LFP)	LiNiCoAlO ₂ (NCA)	Li ₂ TiO ₃ (LTO)
Kommentare	Hohe Energie, begrenzte Leistung. Der Marktanteil hat sich stabilisiert.	Hohe Leistung, weniger Kapazität; sicherer als Li-Cobalt; oft mit NMC gemischt, um die Leistung zu verbessern.	Hohe Kapazität und hohe Leistung. Häufig in Consumer-Geräten. Auch NCM, CMN, MNC, MCN.	Flache Entladespannung, hohe Leistung geringe Kapazität, sehr sicher; erhöht Selbstentladung.	Höchste Kapazität bei moderater Leistung. Ähnlich wie Li-Cobalt.	Lange Lebensdauer, schnelles Aufladen, großer Temperaturbereich und sicher. Geringe Kapazität, Teuer.

Hier werden wir über die 2 beliebtesten Arten von Lithium-Batterien diskutieren.

Lithiumeisenphosphat (LFP)

Dieses Lithium-Ionen-Design nutzt Eisenphosphat. Die Chemie bietet tendenziell hervorragende Sicherheit, lange Lebensdauer, relativ bescheidene spezifische Energie, niedrigere Spannungsmuster, eine höhere Selbstentladung und die Fähigkeit, bei höheren Temperaturen zu arbeiten. Die Schnellladefunktion von LFP-Akkus kann im Vergleich zu langsamer ladenden VRLA-Akkus ein spürbarer Vorteil für Anwendungen sein, bei denen häufiger Stromausfälle auftreten .

LITHIUMEISENPHOSPHAT: LiFePO4-Kathode, Graphitanode Kurzform: LFP oder Li-Phosphat, seit 1996
Spannung, nominal	3,20 V, 3,30 V
Spezifische Energie (Kapazität)	90-120 Wh/kg
Gebühr (C-Tarif)	1C typisch, lädt auf 3,65 V; 2,5-3 h Ladezeit typisch
Entladung (C-Rate)	1C, 25C auf einigen Zellen; 40A Impuls (2s); 2,50 V cut-off (weniger als 2 V verursacht Schaden)
Lebensdauer	3000-5000 (bezogen auf Entladetiefe, Temperatur)
Thermischer Ausreißer	270 ºC (518 ºF) Sehr sicherer Akku, selbst bei voller Ladung
Anwendungen	Tragbar und stationär, die hohe Lastströme und Ausdauer benötigen
Kommentare	Sehr flache Spannungsentladekurve. Einer der sichersten Li-Ionen. Wird für spezielle Märkte verwendet. Erhöhte Selbstentladung

Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan (NMC)

Diese auf Lithiumionen basierende Chemie verwendet Mangan. NMC bietet eine hohe Energiedichteleistung und ein gutes spezifisches Energieverhalten. Und aufgrund dieser Vorteile werden diese Batterien vorzugsweise hauptsächlich in LEV-Anwendungen eingesetzt .

Aber da Mangan ein sehr reaktives Material ist, sind diese Batterien eigentlich wenig riskant, wenn die Umgebung nicht so sicher ist. Besonders in Hochtemperatur- oder Luftdruckszenarien haben diese Batterien wenig Risikofaktoren.

LITHIUM-NICKEL-MANGAN-KOBALTOXID: LiNiMnCoO2, Kathode, Graphitanode Kurzform: NMC (NCM, CMN, MNC, MCN ähnlich mit unterschiedlichem Metall Kombinationen) Seit 2008
Spannung, nominal	3,60 V, 3,70 V
Spezifische Energie (Kapazität)	150-220 Wh/kg
Gebühr (C-Tarif)	0,7-1 C, lädt auf 4,20 V, einige gehen auf 4,30 V; 3h Ladezeittypisch. Ladestrom über 1C verkürzt die Batterielebensdauer
Entladung (C-Rate)	1C; 2C auf einigen Zellen möglich; 2,50 V Abschaltung
Lebensdauer	1000-2000 (bezogen auf Entladetiefe, Temperatur)
Thermischer Ausreißer	210 ºC (410 ºF) typisch. Eine hohe Ladung fördert das thermische Durchgehen
Anwendungen	E-Bikes, medizinische Geräte, Elektrofahrzeuge
Kommentare	Bietet hohe Kapazität und hohe Leistung. Dient als Hybridzelle; Marktanteil steigt.

LFP-Karte

NCM-Karte

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