Warum ein LiFePO4-Akku die entscheidende Komponenten für die Energiewende ist

Eine disruptive Veränderung braucht immer ein Fundament, welches sie trägt. Bei der aktuell zu beobachtenden Energiewende, die zweifelsohne als solche Veränderung angesehen werden kann, ist dieses Fundament die LiFePO4-Technologie. Sie ist vielseitig in der Anwendung, sicher über die Laufzeit und vor allem ohne großen Aufwand bei Wartung. In diesem Beitrag erfahren Sie alles über LiFePO4-Akkus, ihre Einsatzgebiete und Vorteile.

LiFePO4-Batterien (Lithium-Eisenphosphat-Batterien) sind eine spezielle Art von Lithium-Ionen-Akkus. Im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus sind sie thermisch stabiler und weniger brandanfällig, anders als Blei-Säure-Batterien sind sie leicht und langlebig.
Sie finden vor allem dort Anwendung, wo zuverlässige und wartungsarme Energiespeicher gefragt sind – also zum Beispiel bei leistungsstarken LiFePO4 - Akku wie der EcoFlow PowerOcean Serie.

Eine Lithium Batterie (LiFePO4) enthält mehrere in Serie oder parallel geschaltete Zellen, die jeweils aus drei Hauptkomponenten bestehen: einer positiven Elektrode (Kathode), einer negativen Elektrode (Anode) und einem Elektrolyten. Beim Laden wandern Lithium-Ionen vom Kathodenmaterial zur Anode (meist aus Graphit), beim Entladen umgekehrt zurück, wobei elektrische Energie freigesetzt wird.

Gesteuert wird das mit einem Batterie management - System (BMS). Es schützt den Speicher vor schädlicher Tiefentladung oder Überladung, achtet auf die Temperaturverhältnisse und gleicht Unterschiede zwischen den einzelnen Zellen der Solarbatterie aus. So wird stets der optimale Ladezustand und die maximale Sicherheit gewährleistet. Durch das BMS wird auch kein separates LiFePO4-Akku-Ladegerät benötigt. Bei kleineren tragbaren Akkus gehört es zur Grundausstattung und ist unverzichtbar.

Ein hochwertiges LiFePO4 BMS verfügt zudem häufig über Kommunikationsschnittstellen zum Austausch von Echtzeitdaten über das Home Energy Management System (HEMS). Diese Funktion ermöglicht es Ihnen als Benutzer, den Batteriestatus zu überwachen. Sie bekommen Warnmeldungen und Statusberichte in Echtzeit auf Ihr Smartphone oder Tablet.

LiFePO4-Batterien finden in einer Vielzahl von Branchen Anwendung, zum Beispiel bei Elektrofahrzeugen. Weithin als Mobilitätsform der Zukunft angesehen, steigt die Nachfrage nach E-Autos kontinuierlich an. Um den Bedarf zu stillen und die Erwartungen der Kunden zu befriedigen, bedarf es der richtigen Batterietechnologie.

Hersteller von Elektrofahrzeugen schätzen die Stabilität und Zuverlässigkeit von LiFePO4-Akkus. Sie bieten Verbrauchern eine sicherere und langlebigere Energiespeicherlösung. Gleiches gilt für Hersteller von E-Bikes. LiFePO4-Akkus mit 12V kommen auch in Wohnmobilen zum Einsatz.

LiFePO4-Akkus halten auch Einzug in die Unterhaltungselektronik. Sie eignen sich besonders gut für Anwendungen, bei denen Sicherheit und Langlebigkeit im Vordergrund stehen. Dazu zählen etwa Smartphones, Drohnen und Tablets.

Vor allem aber eignet sich die Technologie ideal, um die Energiewende voranzutreiben. Denn die Energie, die durch Wind und Sonne erzeugt wird, muss gespeichert werden. Nur so kann sie genutzt werden, wenn Bedarf besteht. Möglich wird das mit LiFePO4-Batterien, die selbst große Energiemengen zuverlässig, sicher und langfristig speichern können. Erst dadurch profitieren Sie von den Vorteilen Ihrer Solaranlage.

Der LiFePO4-Akku ist die am weitesten verbreitete Batterietechnologie auf dem Markt. Sie bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Batterien.

Einer der größten Vorteile von LiFePO4-Batterien ist ihre Sicherheit und Stabilität. Sie verfügen über ein verbessertes Sicherheitsprofil: Im Gegensatz zu anderen Lithium-Ionen-Batterien ist die Chemie von LiFePO4 von Natur aus stabil. Es verringert das Risiko von Überhitzung und Brandvorfällen. Dies macht sie zur idealen Wahl für Anwendungen, bei denen Sicherheit oberste Priorität hat.

LiFePO4-Akkus überzeugen durch eine beeindruckende Zyklenfestigkeit. Sie überschreiten oft 3 500 Lade-Entladezyklen. Diese Langlebigkeit macht sie zu einer kostengünstigen Lösung für Anwendungen, die eine häufige Nutzung erfordern. Das ist zum Beispiel bei Elektrofahrzeugen und Speichersystemen für Solarenergie notwendig, wodurch sich LiFePO4-Batterien aktuell großer Nachfrage erfreuen.

Da LiFePO4-Batterien keine Schwermetalle wie Blei oder Kobalt enthalten, sind sie auch umweltfreundlicher als andere Batterietypen. Insbesondere heute, wo dem Umweltschutz mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird, ist dies entscheidend.

Neben all den Vorteilen gibt es aber auch Nachteile, die es zu bedenken gibt.
Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind größer und schwerer als Lithium-Ionen-Batterien, was an der niedrigeren Energiedichte liegt. Dies führt auch zu höheren Kosten pro Zelle, da mehr Materialien benötigt werden, um die höhere Dichte zu erreichen. Das führt zu höheren Anschaffungskosten.

Allerdings kann sich diese höhere Investition über die erhöhte Lebensdauer amortisieren. Aktuell liegen die Preise ca. bei 400–500 € pro kWh Speicherkapazität. Nimmt man eine durchschnittliche Größe für den Stromspeicher eines Einfamilienhauses von 7 bis 10 kWh, entstehen Kosten von bis zu 5 000 Euro.

Zusätzliche Kosten für Wechselrichter, Laderegler, Montage, Gehäuse und eventuelle Installation fallen oft noch hinzu.

LiFePO4-Batterien (Lithium-Eisen-Phosphat) bieten eine zu 100% nutzbare Kapazität, hohe Eigensicherheit und hohe Ströme bei geringstem Spannungsabfall. Zudem sind sie leichter und umweltfreundlicher als klassische Batterien. Das macht sie zur idealen Wahl für kleinere Batterien, aber vor allem für große Energiespeicher.

Inzwischen beruhen die meisten Solarspeicher in heimischen Solarsystemen auf dieser Technologie. Neben dem Unter- und Überspannungsschutz verfügt das Batterie-Management-System über eine Zellbalancierung, wodurch immer eine optimale Nutzung der Kapazität gewährleistet ist. Die Kosten sind zwar höhere als bei klassischen Batterien, aber aufgrund ihrer langen Lebensdauer amortisieren sich die Kosten über die Laufzeit.

LifePO4-Akkus zeichnen sich vor allem durch eine hohe Lebensdauer aus. Sie kann bis zu 15 Jahre betragen, wobei die derzeitige Technologie über 4000 Zyklen bei 100% Entladetiefe ermöglicht.

Die Temperatur ist ein entscheidender Aspekt, wenn es um die Leistung und Langlebigkeit von LiFePO4-Batterien geht. LiFePO4-Akkus werden idealerweise im Temperaturbereich von 0 °C bis 50 °C geladen, beim Entladen ist mit bis zu -20 °C ein größerer Temperaturbereich möglich.

Ein LiFePO4-Akku 100Ah ist ein Lithium-Eisenphosphat-Akku mit einer Kapazität von 100 Amperestunden. Eine Batterie mit 100Ah eignet sich vor allem bei kleineren Anwendungen wie Booten. Ein LiFePO4-Akku 200Ah liefert doppelt so viel Energie und ist daher ideal für größere Anwendungen wie Offgrid-Systeme oder Einfamilienhäuser mit Solarspeichern.