Vergleich von ternären Lithiumbatterien und Lithium-Ionen-Phosphat-Batterien

Lithium-Eisenphosphat-Batterien und Lithium-Ternärbatterien sind derzeit die beiden wichtigsten Batterietechnologiepfade in Fahrzeugen mit neuer Energie. Obwohl diese beiden Batterietypen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen konkurrieren, ist die Konkurrenz im Bereich der New Energy Vehicles der entscheidende, da hier Lithiumbatterien in China am häufigsten verwendet werden. Es muss ein Vergleich stattfinden, da es einen Wettbewerb gibt. Basierend auf den Kosten des Autos wird ein Vergleich der Batteriekosten und -leistung angestellt. Es ist wichtig, die Einstellungen vorzunehmen und die genauen Spezifikationen der beiden Batterietypen einzuholen, um die Leistung der beiden Batterietypen zu vergleichen und festzustellen, welche besser ist. Obwohl es bei bestimmten Testeinstellungen geringfügige Abweichungen gibt, stützen die Ergebnisse der Studien, die von einschlägigen Labors, Herstellern von Fahrzeugen mit neuer Energie und Herstellern von Leistungsbatterien durchgeführt wurden, diese Behauptung im Allgemeinen. Daher vergleichen wir anhand repräsentativer Parameter. Die Hauptunterschiede zwischen ternären Lithiumbatterien und Lithium-Eisenphosphat-Batterien liegen in Bezug auf „Energiedichte“ und „Sicherheit“. Obwohl ternäre Lithiumbatterien eine höhere Energiedichte bieten, gibt es häufig Bedenken hinsichtlich ihrer Sicherheit. Trotz geringer Energiedichte gelten Lithium-Eisenphosphat-Batterien als sicherer. Wie die bekannten 18650er Zellen, die 18 mm Durchmesser und 65 mm Höhe messen, haben Ternäre lithium-akkus eine maximale Kapazität von 3500 mAh, LiFePO4-Akkus erreichen auf gleichem Raum jedoch nur 2000 mAh.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien Batterie?

Eine LiFePO4-Batterie kann in weniger als zwei Stunden vollständig aufgeladen werden, und wenn sie nicht verwendet wird, entlädt sie sich selbst mit einer Rate von nur 2 % pro Monat im Gegensatz zu 30 % bei Blei-Säure-Batterien. Lithium-Ionen-Polymer (LFP)-Batterien haben im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien eine viermal höhere Energiedichte. Diese Akkus können schnell aufgeladen werden, da sie mit 100 % ihrer vollen Kapazität zur Verfügung stehen. Diese Faktoren tragen zum hohen elektrochemischen Wirkungsgrad von LiFePO4-Batterien bei.

Die Verwendung von Batteriespeichergeräten kann es Unternehmen ermöglichen, weniger für Strom auszugeben. Zusätzliche erneuerbare Energie wird in den Batteriesystemen für die spätere Nutzung durch das Unternehmen gespeichert. Unternehmen sind gezwungen, Energie aus dem Netz zu kaufen, anstatt ihre eigenen zuvor erschlossenen Ressourcen einzusetzen, da kein Energiespeichersystem vorhanden ist.

Selbst wenn der Akku nur zu 50 % gefüllt ist, liefert er weiterhin die gleiche Menge an Strom und Leistung. Im Gegensatz zu ihren Konkurrenten können LFP-Batterien in warmen Umgebungen betrieben werden. Eisenphosphat hat eine starke Kristallstruktur, die einem Zusammenbruch während des Ladens und Entladens widersteht, was zu einer Zyklenfestigkeit und einer längeren Lebensdauer führt.

Die Verbesserung von LiFePO4-Batterien wird durch eine Reihe von Faktoren verursacht, einschließlich ihres geringen Gewichts. Sie wiegen etwa halb so viel wie normale Lithiumbatterien und siebzig Prozent so viel wie Bleibatterien. Wenn eine LiFePO4-Batterie in einem Fahrzeug verwendet wird, wird der Gasverbrauch gesenkt und die Manövrierfähigkeit verbessert.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Gegenüber Blei-Säure-Batterien und anderen lithium-batterien haben Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4 oder LFP) eine Reihe von Vorteilen. Verbesserte Entlade- und Ladeeffizienz, längere Lebensdauer, keine Wartung, maximale Sicherheit, geringes Gewicht, um nur einige zu nennen. Obwohl LiFePO4-Batterien nicht die günstigsten auf dem Markt sind, sind sie aufgrund ihrer langen Lebensdauer und Wartungsfreiheit die beste langfristige Investition.

Der Unterschied zwischen ternärer Lithiumbatterie und LiFePO4

Tatsächlich können wir nicht sagen, ob ternäre Lithium- oder LiFePO4-Batterien von Natur aus gut oder schlecht sind; vielmehr hat jeder Batterietyp seine eigenen Stärken und Schwächen. Die ternäre Lithiumbatterie bspw. zeichnet sich durch Energiespeicherdichte und Kältebeständigkeit aus.

Zunächst einmal haben ternäre Lithiumbatterien eine Energiedichte von 240 Wh/kg, was aufgrund der hohen Spannung mehr als 1,7-mal höher ist als die von LiFePO4 mit 140 Wh/kg. Während die Leistung von NCA- (Nickel-Kobalt-Aluminium) und NCM- (Nickel-Kobalt-Mangan) Batterien aufgrund der niedrigeren thermischen Austrittstemperatur, der strengen Produktionsanforderungen, der hohen Kosten und der von Japanern kontrollierten Technologie überlegen ist Koreanische Unternehmen konzentrieren uns auf die Entwicklung von NCM-Batterien, die derzeit nach unterschiedlichen ternären Materialverhältnissen in 111, 523, 622 und 811 unterteilt sind.

Die Widerstandsfähigkeit gegenüber niedrigen Temperaturen ist die zweite. Die maximale Betriebstemperatur einer ternären Lithiumbatterie beträgt –30 °C, wohingegen die maximale Betriebstemperatur einer LiFePO4-Batterie –20 °C beträgt, was vorzuziehen ist. Unter den gleichen Niedrigtemperaturbedingungen beträgt die Winterdämpfung der ternären Lithiumbatterie weniger als 15 %, was deutlich höher ist als die Dämpfung von bis zu 30 %, die eher für den nördlichen Markt geeignet ist. Aus diesem Grund schneidet BYD im Süden gut ab, aber im Norden Kunden zu finden, ist eine Herausforderung.

Die Lebensdauer eines LiFePO4-Akkus ist erheblich länger. Da LiFePO4 mehr als 3500 Mal geladen und entladen werden kann, bevor es sich zu zersetzen beginnt, hat es eine geschätzte Lebensdauer von 10 Jahren. Im Gegensatz dazu können ternäre lithium-batterien nur 1000 Mal geladen und entladen werden, was einer Lebensdauer von nur 3 Jahren entspricht. Dies ist ein sehr signifikanter Unterschied zwischen ihrer Lebensdauer.

LiFePO4-Batterien sind kostengünstiger in der Herstellung. Da LiFePO4-Batterien keine Edelmetalle enthalten, sind ihre Produktionskosten wesentlich geringer. Im Vergleich zu elektrolytischem Nickel, das einen Preis von nur 110.000 Yuan/Tonne hat, benötigen ternäre Lithiumbatterien Kobaltmetall, das 70 % seiner Reserven im Kongo, Afrika, hat. Infolgedessen sind die Importpreise in die Höhe geschossen.

Warum ist eine LiFePO4-Batterie sicherer als eine tenäre Lithiumbatterie?

Die Sicherheit von LiFePO4-Batterien ist überlegen. Da die Temperatur des thermischen Durchgehens, die zum Ausfall von LiFePO4-Batterien führt, typischerweise über 500 Grad liegt, ternäre Lithiumbatterien weniger als 300 Grad und einige Batterien mit hohem Nickelgehalt sogar weniger als 200 Grad, ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass LiFePO4 während des Betriebs spontan brennt mit hohen Geschwindigkeiten gefahren oder schnell aufgeladen werden. Die Lithium-Eisenphosphat-Batterie hat eine hervorragende Sicherheitsleistung und ist chemisch stabil. Die innere chemische Struktur von LiFePO4-Batterien beginnt sich erst abzubauen, wenn die Temperaturen 500–600 °C erreichen. Darüber hinaus werden keine Sauerstoffmoleküle freigesetzt und es findet keine schnelle Verbrennung statt, selbst wenn der LiFePO4-Akku zerstört wird. Ab etwa 300°C beginnt die Batterie zu zerfallen.