Für Batterien von Elektrofahrzeugen und Lithium-Ionen-Batterien zur Energiespeicherung gelten unterschiedliche Anforderungen, obwohl es sich bei beiden um Lithium-Ionen-Batterien handelt. Das Verständnis ihrer Unterschiede kann dabei helfen, die beste Batterie für Ihre Anforderungen zu ermitteln, da es keinen einheitlichen Ansatz gibt.
Woraus besteht eine Lithium-Ionen-Batterie zur Energiespeicherung?
Energiespeicheranwendungen erfordern Batterien, die äußerst zuverlässig, langlebig und sicher sind.
Unsere Lösung nutzt eine Lithium-Eisenphosphat-Kathode (LFP), die für diese Anforderungen ideal ist. Die geringere Wechselwirkung zwischen der LFP-Kathode und dem Elektrolyten trägt wesentlich zu seiner überlegenen Zyklenlebensdauer und thermischen Stabilität bei. Dadurch wird das Risiko minimiert thermisches Durchgehen, ein potenziell gefährlicher Zustand bei einigen Lithium-Ionen-Batterien.
Während LFP außergewöhnliche Zuverlässigkeit und Sicherheit bietet, weist es im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Chemikalien wie Lithium-Kobaltoxid (LCO) oder Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC) eine geringere Energiedichte auf. Folglich sind LFP-Batterien bei gegebener Energiemenge typischerweise schwerer, was für Elektrofahrzeuge weniger ideal ist.
Woraus besteht eine Lithium-Ionen-Batterie für Elektrofahrzeuge?
Elektrofahrzeuge benötigen Batterien mit hoher Energiedichte, um sowohl das Auto als auch seine Bordsysteme mit Strom zu versorgen.
Die meisten Elektroautos verwenden Lithium-Ionen-Batterien mit Nickel- und Kobalt-Kathoden, sogenannte Lithium-Ionen-Batterien NMC-Batterien. Diese stellen im Vergleich zu LFP-Batterien eine dichtere Energiequelle für den Fahrzeugantrieb dar.
Der organische Flüssigelektrolyt in NMC-Batterien reagiert insbesondere bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff. Diese Reaktivität kann zu Explosionen und anderen potenziellen Problemen im Zusammenhang mit thermischem Durchgehen führen.
Was sind die Unterschiede zwischen Lithium-Ionen-Batterien zur Energiespeicherung und Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge?
Sowohl LFP- als auch NMC-Batterien sind hervorragende Energielösungen, weisen jedoch wesentliche Unterschiede auf, die sie für bestimmte Aufgaben geeignet machen.
Kathodenmaterial
Lithium-Ionen-Batterien nutzen eine Kathode zur Stromerzeugung.
Energiespeicherbatterien verwenden LFP, während Elektrofahrzeugbatterien NMC verwenden.
NMC-Batterien haben eine höhere Energiedichte und verbessern so die Beschleunigung. LFP-Batterien bieten im Vergleich zu NMC eine überlegene Energiespeicherung.
Sauerstoffbindung
Sowohl NMC- als auch LFP-Batterien benötigen einen Elektrolyten, um mit Sauerstoff zu reagieren. Allerdings haben NMC-Batterien eine lockerere Sauerstoffbindung, wodurch sie anfälliger für thermisches Durchgehen und mögliche Explosionen sind.
Im Gegensatz dazu ist die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Durchgehens bei LFP-Batterien geringer, was sie insgesamt zu einer sichereren Option macht.
Aufladen & Entladen
NMC-Batterien haben eine höhere Leistungsdichte als LFP-Batterien und ermöglichen so ein schnelleres Laden und Entladen.
Alterungsprozess der Batterie
NMC-Batterien werden mit 3,7 V betrieben, mehr als die 3,2 V von LFP-Batterien. Diese höhere Spannung führt mit zunehmendem Alter der Batterie zu einer schnelleren Verschlechterung.
LFP-Batterien’ Eine niedrigere Spannung von 3,2 V sorgt für eine größere Kathodenstabilität, was zu einer längeren Batterielebensdauer führt.
Das größere LFP-Molekül ermöglicht außerdem eine leichtere Ausdehnung und Kontraktion während des Radfahrens, sodass LFP-Batterien über ihre Lebensdauer Tausende von Zyklen überstehen können.
Kosten
LFP-Batterien sind im Allgemeinen pro Zyklus kostengünstiger, was sie für eine langfristige Kosteneffizienz attraktiv macht.
NMC-Batterien sind aufgrund ihrer Kathode teurer, können aber aufgrund ihrer Leistung und kompakten Größe dort kosteneffizient sein, wo Platz und Gewicht eingeschränkt sind.
Bei welcher Spannung arbeitet eine Lithium-Ionen-Batterie zur Energiespeicherung?
Lithium-Ionen-Batterien zur Energiespeicherung arbeiten mit 3,2 Volt pro Zelle. Diese Spannung passt zu Blei-Säure-Batterien, sodass LFP-Batterien für 12-, 24- oder 48-Volt-Speichersysteme geeignet sind.
Bei welcher Spannung arbeitet eine Lithium-Ionen-Batterie für Elektrofahrzeuge?
Elektroautobatterien arbeiten mit 3,7 Volt pro Zelle, die Packspannung liegt bei etwa 400 Volt. Die höhere Spannung erhöht die Wechselwirkungen zwischen Elektrolyt und Kathode, wodurch mehr Leistung bereitgestellt wird, die Batterielebensdauer jedoch verkürzt wird. Dieser Kompromiss ist möglicherweise nicht ideal für die stationäre Speicherung, aber er entspricht den Anforderungen für den Antrieb von Elektrofahrzeugen.
Abschluss
Während Lithium-Ionen-Batterien sowohl für die Energiespeicherung als auch für Elektrofahrzeuge verwendet werden, haben ihre spezifischen Anforderungen zu unterschiedlichen Batteriechemien geführt.
Bei Energiespeichersystemen stehen Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Sicherheit im Vordergrund, weshalb Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) ideal sind. Ihre thermische Stabilität und Zyklenlebensdauer eignen sich für stationäre Anwendungen.
Elektrofahrzeuge erfordern jedoch eine hohe Energiedichte, um Reichweite und Leistung zu maximieren, weshalb Hersteller Lithium-Ionen-Batterien mit Kathoden auf Nickel- und Kobaltbasis (NMC) bevorzugen. Obwohl NMC-Batterien etwas weniger stabil als LFP sind, können sie mehr Energie in einem kleineren, leichteren Paket unterbringen – entscheidend für mobile Anwendungen.
