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Lithium-Eisenphosphat-Akku – leistungsstarke Energiespeicher für Elektroautos

Die Weiterentwicklung des Lithium-Ionen-Akkus stellt der Lithium-Eisenphosphat-Akku dar. Die beim Vorgänger noch genutzte Lithium-Cobaltoxid-Kathode wird hier durch eine Lithium-Eisenphosphat-Kathode (LiFePO4-Kathode) ersetzt. Der Lithium-Eisenphosphat-Akku besticht als Weiterentwicklung des Li-Ionen-Akkus besonders durch höhere / bessere Lebensdauer, Temperaturstabilität sowie Lade- und Entladeströme aus. Die Energiedichte ist mit 100 – 120 Wh/kg jedoch kaum besser als beim Li-Ionen-Akku (ganz zu schweigen vom Li-Polymer-Akku mit 140 Wh/kg).

Vorteile_Nachteile
Vorteile/Nachteile Visual Concepts - Fotolia.com

Vor- und Nachteile des Lithium-Eisenphosphat-Akku

Durch die Verwendung von Lithium-Eisenphosphat als Kathodenmaterial liefert der Li-Eisenphosphat-Akku sehr hohe Entladeströme. Beim Li-Eisenphophat-Akku kann zudem die negative Auswirkung von Sauerstoff durch das Abscheiden von Lithium beim Li-Ionen-Akku verhindert werden, da es hierzu beim Lithium-Eisenphosphat-Akku gar nicht erst kommt und somit das mögliche Thermisches Durchgehen (Überhitzung einer exothermen chemischen Reaktion ) des Akkus durch Sauerstoff ausgeschlossen werden kann.

Lithium-Eisenphosphat-Akku
Akku - Ainoa - Fotolia.com

Ein weiterer positiver Aspekt ist der hohe Nutzungsgrad des im Akku enthaltenen Lithiums. Ein gewöhnlicher Li-Ionen-Akku verwendet in etwa nur die Häflte des zur Verfügung stehenden Lithiums. Die Gesamtkapazität (c) eines Li-Eisenphophat-Akkus ist weiterhin auch höher als die seines Vorgängers. Zwar hängt dies stark von der verwendeten Bauart (hinsichtlich Anode und Elektrolyt) ab, jedoch schafft dieser Akku es mitunter auf 90 % Gesamtkapazität in nur wenigen Minuten und die Impendanz ist selbst nach mehreren 1000 Zyklen konstant.
Zudem ist die Leistungsdichte mit bis 3000 W/kg wesentlich höher, als beim Li-Ionen-Akku.

Auf der anderen Seite jedoch liegt die Energiedichte unterhalb der eines Li-Ionen-Akkus bzw. Li-Polymer-Akkus (120 - 140 Wh/kg) zudem wird das Anpassen von Systemen auf Lithium-Eisenphosphat-Akku durch die ungewöhnliche Betriebsspannung von 3,3 V unnötig erschwert. Li-Ionen-Akkus und Li-Polymer-Akkus haben dagegen annähernd gleiche Spannunge bei 3,6 / 3,7 V.

Anwendung des Lithium-Eisenphosphat-Akku

Hauptsächlich Verwendung findet der Lithium-Eisenphosphat-Akku in Kleinfahrzeugen (elektrisch betriebene Fahrräder und Motorräder), Elektroautos (z.b. das Dresdner E-Auto "Citysax"), spurgeführte Personentransportsysteme (Personal Rapid Transit (PRT) in Abu Dabi), im Modelbau, im Flugmodellbau - besonders durch die schnellen Ladezeiten von ca. 15 - 20 min. begründet (bisher verwendete Lithium-Polymer-Akkus benötigen noch weit über 1h). Aber auch in der Forschung, Entwicklung und zum Testen werden Lithium-Eisenphosphat-Akkus immer häufiger eingesetzt (vor allem in der Automobilforschung). Als eines der ersten namenhaften Unternehmen will Sony die Lithium-Eisenphosphat-Akku Technologie für Akkus in zukünftigen Geräten einsetzen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Vorteile/Nachteile Quelle: Visual Concepts - Fotolia.com