LiFePO4 und Blei-Säure-Batterien sind sehr beliebt. Beide haben ihre spezifischen Anwendungsfälle, die auf ihren Spezialitäten beruhen. LiFePO4 gilt als fortschrittlich und leistungsfähiger. Auf der anderen Seite gibt es viele Oldies, die Blei-Säure-Batterien bevorzugen. Diese Meinungsverschiedenheit hat eine Debatte über LiFePO4 und Blei-Säure-Batterien ausgelöst.
Blei-Säure-Batterien sind in Autos weit verbreitet. Sie werden bereits seit 150 Jahren verwendet. Ihre größere Größe und ihr niedrigerer Preis sind die Hauptmerkmale dieses Batterietyps. Die LiFePO4-Batterie hingegen ist kompakt, teuer und bietet eine erstklassige Leistung. In diesem Artikel werde ich LiFePO4- und Blei-Säure-Batterien direkt miteinander vergleichen. Also, fangen wir an!
Grundlegende Informationen über LiFePO4- und Blei-Säure-Batterien
Bleisäure- und LiFePO4-Batterien bieten ein einzigartiges Wertangebot. Beide sind hervorragend, unterscheiden sich aber in vielen Aspekten.
Blei-Säure-Batterien verwenden Bleidioxid (PbO₂) als Kathode. Der Bleischwamm (Pb) in diesen Batterien dient als Anode. H2SO4 wird in diesen Batterien als Elektrolyt verwendet. Die Ionenbewegung findet zwischen der Kathode und der Anode statt. Durch diese Bewegung wird die Elektrizität erzeugt, mit der verschiedene Maschinen betrieben werden.
Die ersten Blei-Säure-Batterien wurden bereits 1859 hergestellt. Seitdem sind diese Batterien aktiv im Einsatz. Sie wurden im Hinblick auf eine bessere Leistung verschiedenen Veränderungen unterzogen. Ihre Hauptstruktur ist jedoch gleich geblieben. Diese Art von Batterien wird häufig in Autos und anderen Kraftfahrzeugen verwendet. Eine größere Größe ist ein Hauptmerkmal dieser Batterien.
LiFePO4-Batterien hingegen sind modern, kompakt und bieten eine bessere Leistung. Sie haben ein Lithium-Ionen-Phosphat als Kathode. In ähnlicher Weise wird Graphit als Anode verwendet. Anstelle von H2SO4 verwenden diese Batterien Lithiumsalz als Elektrolyt. Durch die Bewegung von Lithium-Ionen zwischen der Kathode (LiFePO4) und der Anode (Graphit) wird Strom erzeugt.
Diese Batterien werden in der Regel durch Sonnenkollektoren oder spezielle Ladegeräte aufgeladen. Sobald die Sonne untergeht, wird die gespeicherte Energie als Strom genutzt. Während des Ladevorgangs wandern die Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode und werden dort gespeichert. Beim Entladen wandern die Lithiumionen von der Anode zurück zur Kathode. Diese Bewegung der Lithium-Ionen erzeugt Strom, den wir nutzen.
Die modernen Geräte sind mit LiFePO4-Akkus ausgestattet. Ihr Einsatz ist in modernen Geräten weit verbreitet Batterie-Energiespeicher Systeme. Moderne Häuser verwenden sie als Backup, wenn sie eine Solaranlage als Stromquelle nutzen. Diese Batterien sind teuer und haben einen höheren Anschaffungspreis. Aber ihre lange Lebensdauer und bessere Haltbarkeit machen sie kostengünstiger als ihre Gegenstücke.
Was sind die Unterschiede zwischen LiFePO4- und Blei-Säure-Batterien?
Wie bereits erwähnt, weisen sowohl Bleisäure- als auch LiFePO4-Batterien viele Unterschiede auf. Aufgrund dieser Unterschiede eignen sie sich für unterschiedliche Anwendungsfälle. So sind Blei-Säure-Batterien aufgrund ihrer sperrigen Größe eher für Fahrzeuge geeignet. LiFePO4-Batterien sind kompakt, langlebig und ideal für moderne Gadgets. Lassen Sie uns die wesentlichen Unterschiede zwischen diesen beiden Batterietypen besprechen.
1- Gewicht und Energiedichte
LiFePO4-Batterien sind für ihre kompakte Größe und ihr geringes Gewicht bekannt. Sie haben eine höhere Energiedichte. Das bedeutet, dass diese Batterien mehr Energie speichern können, obwohl sie kleiner sind. Blei-Säure-Batterien hingegen sind sperrig. Ihr Gewicht ist zu hoch, was ein großer Nachteil ist. Diese Batterien haben größere Bleiplatten.
Diese Platten beanspruchen mehr Platz in der Batterie. Außerdem enthalten sie auch Schwefelsäure als Elektrolyt. All dies trägt dazu bei, dass diese Blei-Säure-Batterien größer sind. Die Gesamtenergiedichte von Blei-Säure-Batterien ist geringer als die von LiFePO4-Batterien. Sie speichern also weniger Energie als im Vergleich zu LiFePO4-Batterien.
2- Entladungstiefe (DoD) und Selbstentladungsrate
LiFePO4-Batterien haben eine hohe Entladetiefe (DOD - Depth of Discharge). Die Entladetiefe gibt an, wie viel von der Kapazität eines Akkus sicher genutzt werden kann. Wenn Sie die Kapazität des Akkus über die sichere Grenze hinaus nutzen, kann dies die Lebensdauer des Akkus verkürzen. LiFePO4-Batterien bieten eine Entladetiefe von 80 bis 90%.
Auf der anderen Seite haben Blei-Säure-Batterien eine sehr geringe Entladetiefe. Vollgeladene Blei-Säure-Batterien können 50% ihrer Kapazität nutzen. Wenn Sie mehr verbrauchen, würde dies die Lebensdauer dieser Batterien beeinträchtigen. Die Selbstentladungsrate ist ein weiterer kritischer Parameter. Die LiFePO4-Batterien haben eine geringere Selbstentladungsrate.
Wenn Sie die Batterie einen Monat lang einlagern, sinkt die gespeicherte Energie nur um 3%. Andererseits haben Blei-Säure-Batterien eine höhere Selbstentladungsrate. Sie können 8 bis 10% an Energie verlieren (Entladung), wenn sie einen Monat lang eingesetzt werden. Deshalb, LiFePO4-Batterien werden in Speichersystemen und Netzstationen eingesetzt. Mit ihnen lässt sich eine höhere Kapazität erreichen und Energie über längere Zeiträume speichern.
3- Ladegeschwindigkeit und Temperaturleistung
Die LiFePO4-Batterien können schnell geladen werden. Sie vertragen den höheren Strom während des Ladevorgangs und werden nicht überhitzt. Auf der anderen Seite sind Blei-Säure-Batterien sehr langsam in Bezug auf die Ladegeschwindigkeit. Es kann 5 bis 8 Stunden dauern, bis sie vollständig aufgeladen sind.
Auf der anderen Seite leisten beide Akkus bei moderaten Temperaturen hervorragende Arbeit. Die LiFePO4-Batterien können jedoch höheren Temperaturen standhalten. Auf der anderen Seite können die Blei-Säure-Batterien bei zu hohen Temperaturen versagen. Diese Batterien funktionieren jedoch auch bei sehr niedrigen Temperaturen hervorragend. Umgekehrt haben LiFePO4-Batterien bei niedrigen Temperaturen Probleme.
4- Zykluslebensdauer & Lebensdauer (Jahre)
LiFePO4-Batterien gewinnen das Rennen, wenn es um Ladezyklen geht. Diese Batterien bieten eine hohe Anzahl von Lebenszyklen, die von 3000 bis 5000 reichen. Blei-Säure-Batterien sind dagegen deutlich weniger fortschrittlich und bieten insgesamt 300 bis 500 Ladezyklen. Ein Ladezyklus bezieht sich auf einen vollständigen Lade- und Entladezyklus. Nehmen wir an, Sie haben eine LiFePO4-Batterie, laden sie auf und benutzen sie täglich.
Diese Batterie bleibt mindestens 10 bis 12 Jahre lang in gutem Zustand. Stellen Sie sich nun eine Blei-Säure-Batterie vor, die täglich geladen und benutzt wird. Sie wird nur 2 bis 3 Jahre halten. Außerdem kann das Vorhandensein von Säure (Elektrolyt) und Bleiplatten zu Korrosionsproblemen führen. Dieses Problem kann die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien weiter verkürzen. Bei den LiFePO4-Batterien gibt es jedoch keine Korrosionsprobleme. Sie können also länger halten als ihre Gegenstücke.
5- Nutzbare Kapazität und Spannungsstabilität
LiFePO4- und Blei-Säure-Batterien unterscheiden sich in ihrer nutzbaren Kapazität. LiFePO4-Batterien können bei voller Ladung bis zu 80 bis 90% verwendet werden. Während dieser Nutzung halten diese Batterien die Spannung aufrecht. Selbst wenn die Batterie langsam geladen wird, bleibt die Spannung konstant. Auf der anderen Seite haben Blei-Säure-Batterien eine eingeschränkte nutzbare Kapazität.
Sie können mit einer vollen Ladung bis zu 50% verwendet werden. In einfachen Worten: 100Ah LiFePO4 bieten die doppelte Energie wie 100Ah Blei-Säure-Batterien. Außerdem behalten diese Batterien ihre Spannung nicht bei. Zu Beginn liefern sie eine optimale Spannung. Aber wenn die (gespeicherte) Energie dieser Batterien abnimmt, sinkt auch die Spannung.
6- Sicherheit und Umweltauswirkungen
LiFePO4-Batterien sind sicherer als ihre Gegenstücke. Sie sind stabiler und fangen kein Feuer. Sie sind nicht brennbar und werden nicht überhitzt. Diese Faktoren machen diese Batterien für eine langfristige Nutzung sehr sicher. Außerdem stoßen diese Batterien während ihres Betriebs keine schädlichen Gase aus.
Sie sind also umweltfreundlich und können recycelt werden. Andererseits sind Blei-Säure-Batterien unsicher, insbesondere bei hohen Temperaturen. Sie sind anfällig für Auslaufprobleme und können Säure auslaufen lassen. Außerdem stoßen sie bei ihrer Arbeit schädliche Gase aus. Aus diesem Grund halte ich Blei-Säure-Batterien für weniger umweltfreundlich.
7- Kosten (Anschaffung vs. Lebensdauer) & Wartung
LiFePO4-Batterien sind hochwertig und bieten eine ideale Leistung. Allerdings sind ihre Anschaffungskosten höher als die von Blei-Säure-Batterien. Bessere Haltbarkeit, mehr Lebenszyklen und nutzbare Kapazität zeichnen sie aus. Diese Batterien müssen nicht regelmäßig gewartet werden, was ihren Unterhalt reduziert.
Auf der anderen Seite sind die Anschaffungskosten für Blei-Säure-Batterien geringer. Sie haben jedoch eine geringere Haltbarkeit und eine kürzere Lebensdauer. Ihre Lebensdauer ist fünfmal geringer als die von LiFePO4-Batterien. Außerdem müssen diese Blei-Säure-Batterien regelmäßig gewartet werden. Trotz der niedrigeren Anschaffungskosten haben sie den Nachteil höherer Lebensdauerkosten.
8- Anwendungen und Risiko des Auslaufens/Auslaufens
Wie ich bereits sagte, verwenden Blei-Säure-Batterien H2SO4 als Elektrolyt. Diese Batterien sind aufgrund schwächerer Dichtungen anfälliger für Leckagen. Infolgedessen kann die Säure auslaufen und die Batterie unordentlich machen. Bei LiFePO4-Batterien hingegen wird keine flüssige Säure als Elektrolyt verwendet. Außerdem ist der Körper dieser Batterien perfekt versiegelt.
Es gibt also kein Auslaufen oder Verschütten von Elektrolyt. Was die Anwendung betrifft, so haben sowohl LiFePO4- als auch Blei-Säure-Batterien ihre einzigartigen Einsatzmöglichkeiten. Die LiFePO4-Batterien werden bevorzugt in modernen Geräten eingesetzt. Blei-Säure-Batterien hingegen eignen sich aufgrund ihrer sperrigen Größe für Autos und andere Fahrzeuge. Hier ist eine Tabelle mit den wichtigsten Anwendungen:
| Blei-Säure-Batterie-Anwendungen | LiFePO4-Batterie-Anwendungen |
| Auto-Starterbatterien. | Speicherung von Solarenergie |
| UPS (unterbrechungsfreie Stromversorgung) | Elektrofahrzeuge (EVs) |
| Gabelstapler. | Wohnmobile und Wohnwagen |
| Telekommunikations-Backup-Systeme. | Marine und Boote |
| Kostengünstige Solarspeicher. | Tragbare Kraftwerke |
| Golfkarren. | Netzgebundene Energiespeicherung |
| Industrielle Maschinen. | E-Bikes und -Roller |
Häufig gestellte Fragen
Ist LiFePO4 besser als Bleisäure?
Ja, ich halte LiFePO4 für besser als Blei-Säure-Batterien. Sie bieten eine bessere Lebensdauer, mehr Lebenszyklen, Sicherheit und lassen sich schnell aufladen. Außerdem sind diese Batterien kompakt und leicht, was ein großer Vorteil ist.
Kann LiFePO4 Bleisäurebatterien ersetzen?
Ja. LiFePO4-Batterien sind modern und verfügen über ausgezeichnete Energiespeichersysteme. Diese modernen Motoren bieten einen plötzlichen Energieschub für eine schnelle Zündung des Motors. Außerdem sind sie langlebig und bieten eine bessere Lebensdauer. Diese Faktoren machen LiFePO4 zu einem geeigneten Ersatz für Blei-Säure-Batterien.
Ist es schlecht, LiFePO4-Batterien voll geladen zu halten?
Nein. Es ist nicht schlecht, LiFePO4-Akkus voll geladen aufzubewahren. Wenn Sie einen Akku lagern, achten Sie darauf, ihn vollständig aufzuladen. Diese Batterien entladen sich mit Energie (bis zu 2%). Mehr gespeicherte Energie wird verwendet, wenn Sie sie brauchen.
Schlussfolgernd: Welche sollten Sie wählen, LiFePO4 oder Blei-Säure-Batterien?
Ich bevorzuge immer LiFePO4 gegenüber Blei-Säure-Batterien. Einige alteingesessene Leute behaupten im Allgemeinen, dass diese Batterien teuer sind. Das ist eine Halbwahrheit, die sehr verwirrend ist. LiFePO4-Batterien sind zwar kostspielig, aber ihre Leistung ist ideal. Außerdem halten sie länger und müssen nicht regelmäßig gewartet werden.
Da sie wartungsfrei sind, sind diese Batterien auf lange Sicht kostengünstig. Blei-Säure-Batterien sind zwar billig, aber ihre regelmäßige Wartung bereitet Kopfschmerzen. Außerdem haben diese Batterien eine Gesamtlebensdauer von 2 bis 3 Jahren, was fünfmal weniger ist als LiFePO4. Daher sollten Sie LiFePO4-Batterien immer den Vorzug vor Blei-Säure-Batterien geben.