LiFePO4 vs. Lithium-Ionen-Batterien: Welche ist die Richtige für Sie
Lithium-Ionen- und LiFePO4-Batterien sind zwei beliebte Batterietypen, die in Solarstromgeneratoren und -stationen verwendet werden. Während Lithium-Ionen-Batterien seit Jahren in netzunabhängigen Solarstromsystemen üblich sind, haben LiFePO4-Batterien in letzter Zeit an Popularität gewonnen.
Li-Ionen- und LiFePO4-Batterien haben erhebliche Vorteile, die sie ideal für Notstromstationen machen. In diesem Leitfaden werden wir Ihnen den Vergleich LiFePO4 vs. Lithium-Ionen im Detail erläutern, damit Sie verstehen können, welche Batterie-Backup Ihren Bedürfnissen entspricht.
Jackery stellt eine breite Palette von Solarstromgeneratoren her, die von einer Lithium-Ionen-Batterie mit einer Kapazität von 240 Wh bis 3024 Wh reichen. Die tragbare Stromstation Jackery Explorer 2000 Plus verfügt über eine LiFePO4-Batterie, die mithilfe des Battery Pack 2000 Plus von 2 kWh auf 12 kWh erweitert werden kann.
 |
|
|
- Erweiterbare Batteriekapazität von 2 kWh auf 12 kWh. - Lange Lebensdauer der LiFePO4-Batterie von bis zu 4000 Ladezyklen. - Versorgt schwere elektrische Geräte mit bis zu 6000 W. - Lädt effizient bis zu 99 % der Haushalts- oder Outdoor-Geräte. - Arbeitet geräuscharm mit weniger als 30 dB Lärm. |
Was ist eine LiFePO4-Batterie?
LiFePO4 (oder Lithiumeisenphosphat) Batterien sind eine Unterart von wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien, die eine einzigartige Chemie verwenden, um Vorteile gegenüber anderen Lithium-Technologien zu bieten.
Die Kathode von LFPs besteht aus Lithiumeisenphosphat (LiFePO4), während die Anode in der Regel aus Kohlenstoff besteht. Da LiFePO4 kein Kobalt enthält, sind sie eine umweltfreundlichere Wahl.
Vorteile
LiFePO4 ist aufgrund der hohen thermischen und strukturellen Stabilität von Lithiumeisenphosphat eine sichere und stabile wiederaufladbare Batterie.
Sie haben eine längere Lebensdauer, was diese Batterien langfristig kostengünstig macht.
Sie enthalten keine gefährlichen Materialien und sind daher umweltfreundlicher.
Nachteile
LiFePO4-Batterien haben eine niedrige Nennspannung, was die Energie reduziert.
Sie sind im Vergleich zu anderen Batterien teurer.
LiFePO4 Zusammenfassungstabelle
|
Spannung |
3,20 bis 3,30 V Typischer Betriebsbereich: 2,5 bis 3,65 V pro Zelle |
|
Spezifische Energie (oder Kapazität) |
90 bis 120 Wh/kg |
|
Ladung (C-Rate) |
1C lädt typischerweise auf 3,65 V Typische Ladezeit: 3 Stunden |
|
Entladung (C-Rate) |
1C, 25C bei einigen Zellen, 40A Impuls (2s) Abschaltung (niedriger als 2V verursacht Schäden): 2,50 V |
|
Lebensdauer (Zykluslebensdauer) |
2000 und höher |
|
Thermisches Durchgehen (thermische Instabilität) |
270°C (518°F) Sehr sichere Batterie auch bei voller Ladung |
|
Anwendungen |
Elektrofahrzeuge, Solar-Generatoren, tragbare Stromstationen usw. |
Was ist eine Lithium-Ionen-Batterie?
Lithium-Ionen-Batterien werden häufig in Stromstationen und empfindlichen elektronischen Geräten wie Laptops, Kameras und Mobiltelefonen verwendet. Sie verfügen über hohe Energiespeicherkapazitäten und vergleichsweise niedrigere Selbstentladungsraten.
Diese Batterien bestehen auch aus drei wesentlichen Komponenten: einer Anode, einer Kathode und einem Elektrolyten. Was Lithium-Ionen von LiFePO4 unterscheidet, ist die Kathode aus Lithiummetallverbindungen.
Vorteile
Li-Ionen-Batterien haben eine längere Lebensdauer als typische Blei-Säure-Batterien.
Die Li-Batterien können große Mengen an Energie in vergleichsweise weniger Platz speichern.
Nachteile
Lithium-Ionen-Batterien ohne BMS (Batteriemanagementsystem) können Feuer fangen.
Sie sind im Vergleich zu anderen Batterietypen teurer.
Zusammenfassung der Lithium-Ionen-Batterie
|
Spannung |
3,60 bis 3,70 V Typischer Betriebsbereich: 3,0 bis 4,2 V pro Zelle |
|
Spezifische Energie (oder Kapazität) |
150 bis 220 Wh/kg |
|
Ladung (C-Rate) |
0,7-1C typische Ladung bis 4,20 V oder 4,30 V Typische Ladezeit: 3 Stunden |
|
Entladung (C-Rate) |
1C, 2C bei einigen Zellen Abschaltspannung (niedriger als 2V verursacht Schäden): 2,50 V |
|
Lebensdauer (Zykluslebensdauer) |
1000 bis 2000 und höher |
|
Thermisches Durchgehen (thermische Instabilität) |
210°C (410°F) Hohe Ladung zur Förderung von thermischem Durchgehen |
|
Anwendungen |
Elektrofahrzeuge, Solarstromgeneratoren, E-Bikes, tragbare Stromstationen usw. |
LiFePO4 gegen Lithium-Ionen-Batterien
Lithium-Ionen- und LiFePO4-Batterien werden weitgehend in Solarstromgeneratoren und Stromstationen verwendet. Obwohl beide sichere Batterietypen sind, gibt es einige Unterschiede, die sie voneinander unterscheiden. Lassen Sie uns Lithium-Ionen gegen LiFePO4 vergleichen.
|
|
LiFePO4 Batterie |
Lithium-Ionen-Batterie |
|
Chemie |
Lithium, Eisen und Phosphat |
Metallisches Lithium und Kathodenmaterialien wie Nickel, Mangan und Kobalt |
|
Energieniveau (Dichte) |
Niedriger |
Höher |
|
Sicherheit |
Sehr sicher |
Sehr sicher |
|
Aufladen und Entladen |
Die Selbstentladungsrate beträgt etwa 3% pro Monat |
Die Selbstentladungsrate beträgt etwa 5% pro Monat |
|
Lebensdauer |
2000-6000 Ladezyklen |
800-1000 Ladezyklen |
|
Temperatur |
-4°F (-20°C) bis 140°F (60°C) |
32°F (0°C) bis 113°F (45°C) |
|
Spannung |
Niedrigere Spannung |
Höhere Spannung |
|
Gewicht |
Schwerer |
Leichter |
|
Garantie |
Hängt von der Marke ab |
Hängt von der Marke ab |
|
Anwendungen |
Solare Batterien, Elektrofahrzeuge, Freizeitfahrzeuge und mehr. |
Telefone, Batterie-Backups und andere kleine wiederaufladbare Geräte. |
Lassen Sie uns tiefer in jeden Parameter eintauchen und LiFePO4 vs. Lithium-Ionen vergleichen.
Chemie
LiFePO4-Batterien bestehen aus Lithium, Eisen und Phosphationen, was sie im Vergleich zu konventionellen Batterien relativ sicherer, stabiler und leichter macht. Im Gegensatz dazu enthalten Lithium-Ionen-Batterien metallisches Lithium und Verbundkathodenmaterialien wie Nickel, Kobalt oder Mangan.
Energielevel (Dichte)
Lithium-Ionen-Batterien haben in der Regel eine höhere Energiedichte als LiFePO4. Das bedeutet, dass Lithium-Ionen-Batterien mehr Energie speichern können und eine längere Batterielebensdauer haben. Im Gegensatz dazu ist LiFePO4 auch für die Notstromversorgung geeignet, da sie eine hohe Sicherheit und eine verlängerte Lebensdauer bietet.
Sicherheit
LiFePO4 ist weniger anfällig für Explosionen und Überhitzung, was sie sehr sicher macht. Im Gegensatz dazu können Lithium-Ionen-Batterien ohne BMS oder Schutzalgorithmen Feuer fangen oder überhitzen, wenn sie nicht ordnungsgemäß verwendet werden. Lithium-Ionen-Batterien mit Batteriesystemmanagement sind jedoch sehr sicher für Solarstromsysteme.
Laden und Entladen
Der Ladezustand einer Lithium-Ionen-Batterie variiert je nach Spannung erheblich. Im Gegensatz dazu ist der Ladezustand (SoC) von LiFePO4 nicht leicht anhand des Spannungsniveaus zu erkennen.
Aus diesem Grund ist es einfach, den genauen SoC von Lithium-Ionen-Batterien zu verstehen, während die Berechnung der SoC-Genauigkeit von Lithium-Eisenphosphat-Batterien herausfordernd ist.
|
|
NCM |
LFP |
|
Lade-Entlade-Rate |
 |
 |
|
SOC-Schätzung (Ladezustand) |
Es ist möglich, den Ladezustand (SoC) genau zu diagnostizieren. |
Es ist schwierig, den genauen Ladezustand allein anhand der Spannung zu diagnostizieren. |
|
Genauigkeit der SOC-Diagnose |
±1~2% |
±10% |
|
Obere Spannungsgrenze |
4.2 |
3.6 |
Lebensdauer
Sowohl Li-Ionen- als auch LiFePO4-Batterien sind für ihre lange Lebensdauer bekannt. Im Allgemeinen beträgt die Lebensdauer von NMC-Lithium-Ionen-Batterien 800-1000 Ladezyklen, während die Zykluslebensdauer von LiFePO4-Batterien über 6000 Ladezyklen liegt.
Temperatur
Der Betriebstemperaturbereich von LiFePO4-Batterien ist umfassender als bei Li-Ionen. Lithiumeisenphosphat-Batterien können effizient in kalten und heißen Umgebungen ohne Leistungsverlust arbeiten.
Spannung
Die Spannung beeinflusst direkt die Gestaltung von Batteriepaketen und die Spannungsanforderungen von Geräten. Typischerweise haben LiFePO4-Batterien eine niedrige Nennspannung von 3,2 V pro Zelle im Vergleich zu Li-Ionen mit einer Nennspannung von 3,6-3,7 V pro Zelle.
|
Lithium-Ionen-Ladekapazität (%) |
1 Zelle |
12 Volt |
24 Volt |
48 Volt |
|
100 |
3.40 |
13.6 |
27.2 |
54.4 |
|
90 |
3.35 |
13.4 |
26.8 |
53.6 |
|
80 |
3.32 |
13.3 |
26.6 |
53.1 |
|
70 |
3.30 |
13.2 |
26.4 |
52.8 |
|
60 |
3.27 |
13.1 |
26.1 |
52.3 |
|
50 |
3.26 |
13.0 |
26.0 |
52.2 |
|
40 |
3.25 |
13.0 |
26.0 |
52.0 |
|
30 |
3.22 |
12.9 |
25.8 |
52.5 |
|
20 |
3.20 |
12.8 |
25.6 |
51.2 |
|
10 |
3.00 |
12.0 |
24.0 |
48.0 |
|
0 |
2.50 |
10.0 |
20.0 |
40.0 |
|
LiFePO4 Kapazität |
12V |
24V |
48V |
|
100% Aufladung |
14.6 |
29.2 |
58.4 |
|
100% Ruhe |
13.6 |
27.2 |
54.4 |
|
90% |
13.4 |
26.8 |
53.6 |
|
80% |
13.3 |
26.6 |
53.1 |
|
70% |
13.2 |
26.4 |
52.8 |
|
60% |
13.1 |
26.1 |
52.3 |
|
50% |
13.0 |
26.1 |
52.2 |
|
40% |
13.0 |
26.0 |
52.0 |
|
30% |
12.9 |
25.8 |
51.5 |
|
20% |
12.8 |
25.6 |
51.2 |
|
10% |
12.0 |
24.0 |
48.0 |
|
0% |
10.0 |
20.0 |
40.0 |
Gewicht
Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien neigen LiFePO4-Batterien aufgrund ihrer geringeren Energiedichte dazu, schwerer zu sein. Das genaue Gewicht der Batterie hängt jedoch von ihrer Kapazität und Größe ab. Zum Beispiel ist eine Batterie mit großer Kapazität und Größe schwerer.
Garantie
Die Garantie für LiFePO4 oder Lithium-Ionen hängt von der Marke ab, die Sie wählen. Zum Beispiel ist Jackery der führende globale Solarhersteller, der hochwertige Powerstations mit LiFePO4- und Lithium-Ionen-Batterien herstellt. Die meisten Powerstations haben 5 Jahre Garantie, so dass Sie sie in den kommenden Jahren nutzen können.
Anwendungen
Die Lithium-Ionen-Batterie wird in der Regel in Laptops, Mobiltelefonen, Kameras und tragbaren Powerstations verwendet. Diese Batterien können Platz sparen und haben eine geringe Selbstentladungsrate. LiFePO4-Batterien haben eine höhere Kapazität und werden in der Regel in Solar- oder Windkraftsystemen eingesetzt.
Die Lithium-Batterien im Vergleich zu anderen Batterien
Dank ihrer Eigenschaften und ihrer langen Lebensdauer werden Lithium-Batterien immer beliebter. Unterschiedliche Arten von Lithium-Batterien haben ihre eigenen Vor- und Nachteile.
Lithium-Eisenphosphat: Diese Batterien haben Phosphat als Kathode und Kohlenstoff als Anode. Sie haben eine lange Lebensdauer mit guter elektrochemischer Leistung und thermischer Stabilität.
Lithium-Kobaltoxid: Sie haben eine hohe spezifische Energie und können über einen langen Zeitraum Energie liefern.
Lithium-Manganoxid: Mit einer dreidimensionalen Struktur haben die LMO-Batterien einen niedrigeren Innenwiderstand und eine höhere Strombelastbarkeit.
Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid: NMC-Batterien verfügen über Nickel, Mangan und Kobalt. Sie haben eine höhere Energiedichte bei längerer Lebensdauer.
Lithium-Titanat: Diese Batterien haben Lithiumtitanat in der Anode und LMO oder NMC als Kathode. Sie sind äußerst sicher und laden schneller als andere Lithium-Batterien.
Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Oxid: NCA-Batterien können über längere Zeiträume eine hohe Strommenge liefern, da sie eine hohe spezifische Energie haben.
Es besteht kein Zweifel, welche Batterie den Kampf LiFePO4 gegen Lithium-Ionen gewinnt, da beide Batterien gleichauf sind. Aber wie unterscheiden sich Lithium-Ionen-Batterien von anderen Batterien?
Blei-Säure-Batterien: Obwohl diese Batterien anfangs wie eine kostengünstige Lösung aussehen mögen, werden sie Sie langfristig mehr kosten. Sie verursachen hohe Wartungskosten und haben eine kürzere Lebensdauer als Lithium-Ionen-Batterien.
Gel-Batterien: Was Gel-Batterien von Lithium-Ionen unterscheidet, ist ihre Ladezeit. Im Gegensatz zu Li-Ionen laden Gel-Batterien langsamer.
AGM-Batterien: Wenn die Batterie auf 50% Kapazität reduziert ist, steigt das Risiko einer Beschädigung. Alternativ entladen sich Lithium-Batterien ohne Risiko.
Tiefzyklus-Batterien: Diese kleinen und leichten Batterien können möglicherweise keine enormen Leistungsschübe wie Lithium liefern.
Erläuterung der Jackery Portable Power Station
Jackery ist eine führende Solar-Marke, die hochwertige Solar-Generatoren, Solarpaneele und Stromstationen herstellt. Die meisten Jackery Batterie-Backups für Haushalte haben eingebaute Lithium-Ionen-Batterien.
Sie sind sicher und können kleinen und großen Geräten stabile Elektrizität liefern. Jackery bietet auch eine erweiterbare Jackery Explorer 2000 Plus Portable Power Station mit einer LiFePO4-Batterie an.
Jackery Explorer 2000 Pro Power Station
Die Jackery Explorer 2000 Pro Power Station verfügt über eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer langen Lebensdauer von 1000 Zyklen, nach denen sie mit 80% Kapazität arbeiten wird. Die Batteriekapazität beträgt 2160 Wh und die Leistungsausgabe 2200 W, so dass sie nahtlos 96% Ihrer Haushalts- oder Outdoor-Geräte aufladen kann.
Kundenbewertung
Ich habe zwei dieser Jackery 2000 Pro für die Stromausfälle in Kalifornien (Sacramento-Gebiet) gekauft. Dies ist eine der besten tragbaren Stromstationen, da sie die steigende Nachfrage nach meiner Klimaanlage + zwei Kühlschränken während des Ausfalls problemlos bewältigen konnte. Sehr zu empfehlen. — S Wong.
Jackery Explorer 2000 Plus Power Station
Die Jackery Explorer 2000 Plus Power Station verfügt über eine integrierte LiFePO4-Batterie, die schnell von 2 kWh auf 12 kWh erweitert werden kann. Sie können 5 Jackery Battery Pack 2000 Plus zur Explorer 2000 Plus hinzufügen, um ihre Kapazität und Fähigkeiten zu verbessern. Sie hat mehrere Ausgangsanschlüsse und kann 99% Ihrer Haushaltsgeräte aufladen.
Kundenbewertung
Der 2000 Plus verwendet LiFePO4-Zellen, die sicherer sind, und elektrische Sicherheit hat oberste Priorität beim Wohnmobilfahren. Er ist auch für 4000 Ladezyklen ausgelegt, das Vierfache des älteren Explorer 1000. Der neue kann auch auf erstaunliche 12 kWh erweitert werden, gekoppelt mit einem 30-Ampere-Ausgang. Es reicht aus, um die Klimaanlage des Wohnmobils für einige Tage zu betreiben, wenn wir jemals in so viel Leistung investieren möchten. — Tech Connect.
|
|
Explorer 2000 Pro |
Explorer 2000 Plus |
|
Kapazität |
2160Wh |
2042.8Wh |
|
Zellchemie |
Lithium-Ion |
LiFePO4 |
|
Ladezeit |
AC-Adapter: 2 Stunden Autoadapter (12V): 24 Stunden Solarpanel: 6 x SolarSaga 200W Solarpanel: 2,5 Stunden 4 x SolarSaga 200W Solarpanel: 4 Stunden 2 x SolarSaga 200W Solarpanel: 7,5 Stunden 1 x SolarSaga 200W Solarpanel: 14,5 Stunden |
AC-Adapter: 2 Stunden Autoadapter (12V): 25 Stunden Solarpanel: 6 x SolarSaga 200W Solarpanel: 2 Stunden 4 x SolarSaga 200W Solarpanel: 3,8 Stunden 3 x SolarSaga 200W Solarpanel: 4,8 Stunden 2 x SolarSaga 200W Solarpanel: 7 Stunden 1 x SolarSaga 200W Solarpanel: 14 Stunden |
|
Lebensdauer (Zyklusdauer) |
1000 Zyklen bis 80%+ Kapazität |
4000 Zyklen bis 70%+ Kapazität |
|
Leistung |
Lädt 96% der Haushaltsgeräte auf |
Lädt 99% der Haushaltsgeräte auf |
|
Leistungsausgang |
2200W (4400W Spitzenleistung) Ausgang |
Maximale Leistung von 6000 W |
|
Betriebstemperatur |
14-104F (-10-40℃) |
Ladetemperatur: 045°C (32113 °F) Entladetemperatur: -1045°C (14113°F) |
|
Geräte |
Portable Air Conditioner (1150W): 1.6 Stunden Elektrischer Schnellkochtopf (1080W): 1.7 Stunden Mikrowelle (1050W): 1.7 Stunden Wasserkocher (850W): 2.1 Stunden Kaffeemaschine (550W): 3.3 Stunden Elektrobackofen (800W): 2.2 Stunden |
Tragbare Klimaanlage (1150W): 1,5 Std. Elektrischer Schnellkochtopf (1080W): 1,6 Std. Mikrowelle (1050W): 1,6 Std. Wasserkocher (850W): 2 Std. Kaffeemaschine (550W): 3,1 Std. Elektrobackofen (800W): 2,1 Std. |
|
Anschlüsse |
AC-Ausgang(x3): 120V, 60Hz, 2.200W (4.400W Spitzenleistung)
USB-A-Ausgang(x2): Schnellladung 3.0, 18W Max
USB-C-Ausgang(x2): 100W Max, (5V, 9V, 12V, 15V, 20V bis zu 5A)
Autosteckdose(x1): 12V⎓10A
AC-Eingang: 120V, 60Hz, 15A Max
DC-Eingang: 11V-17,5V, 8A Max, Verdoppeln auf 8A Max 17,5V⎓60V, 12A, Verdoppeln auf 24A/1400W Max |
AC-Ausgang(x5): AC-Ausgang(×4)：120V~ 60Hz, 20A Max, AC-Ausgang(×1)：120V~ 60Hz, 25A Max, Gesamte AC-Ausgangsleistung: 3000W Max, 6000W Spitzenleistung
USB-A-Ausgang(x2): Schnellladung 3.0, 18W Max
USB-C-Ausgang(x2): 100W Max, (5V, 9V, 12V, 15V, 20V bis zu 5A)
Autosteckdose(x1): 12V⎓10A
AC-Eingang: 120V, 60Hz, 15A Max
DC-Eingang: 11V-17,5V, 8A Max, Verdoppeln auf 8A Max 17,5V-60V, 12A Max, Verdoppeln auf 24A/1400W Max |
FAQs zur Lithium-Ionen-Batterie
Welche ist die richtige für Sie? Welche Batterie eignet sich am besten für einen Solar-Generator oder eine Stromstation?
Sowohl LiFePO4- als auch Lithium-Ionen-Batterien sind sichere und zuverlässige Optionen für Solar-Generatoren und Stromstationen. Sie haben eine längere Lebensdauer und können die meisten Haushalte effizient aufladen.
Jackery stellt Solar-Generatoren mit Lithium-Ionen- und LiFePO4-Batterien her. Diese Batterie-Backups für Zuhause können kleine und große Geräte lange mit sauberer Energie versorgen.
Ist eine Lithium-Ionen-Batterie dasselbe wie eine LiFePO4?
Nein, es gibt einige Unterschiede in der Leistung, der chemischen Zusammensetzung und der Lebensdauer zwischen Lithium-Ionen- und LiFePO4-Batterien. Zum Beispiel haben LiFePO4-Batterien eine längere Lebensdauer, verbesserte Sicherheit und erhöhte thermische Stabilität.
Wie groß sollte die Batterie für mein Zuhause sein? Oder fürs Camping?
Die richtige Größe für ein Batterie-Backup oder eine Stromstation hängt von Ihrem Energiebedarf ab. Nehmen wir an, Sie verwenden den Jackery Solar Generator 3000 Pro, um mehrere Geräte gleichzeitig mit 1500 Watt zu betreiben.
Betriebsdauer = Kapazität in Wh × 0,85 / Leistung des betriebenen Geräts
= 3024 Wh × 0,85 / 1500 W = 1,7 Std.
Der Jackery Solar Generator 3000 Pro ist effizient genug, um 99 % Ihrer Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen. Wenn Sie hingegen ein erweiterbares Batterie-Backup wünschen, sollten Sie den Jackery Solar Generator 2000 Plus in Betracht ziehen.
Wenn Sie alternativ einen Solar-Generator fürs Camping wählen möchten, ist ein kleinerer wie der Jackery Solar Generator 500 oder 1000 Pro eine gute Option.
Abschließende Gedanken
Im Duell LiFePO4 gegen Lithium-Ionen gewinnen beide, je nach Ihren Bedürfnissen und Vorlieben. LiFePO4- und Lithium-Ionen-Batterien sind geeignete Optionen für Off-Grid-Solar-Generatoren und Batterie-Backups. Sie können Geräte und Haushaltsgeräte mit Solarstrom betreiben, um hohe Stromrechnungen zu vermeiden.
Jackery ist ein führender Hersteller von tragbaren Solar-Generatoren und Stromstationen. Diese verfügen über eingebaute Lithium-Ionen- oder LiFePO4-Batterien, die Geräte sicher und zuverlässig mit Strom versorgen.
