Lithium-Ionen-Akkus sind in fast allen unseren Geräten verbaut. Von Smartphones bis hin zu Elektroautos – diese Akkus haben die Welt verändert. Allerdings weisen Lithium-Ionen-Akkus eine lange Liste von Nachteilen auf, die Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) zu einer besseren Alternative machen.

Worin unterscheiden sich LiFePO4-Batterien?

Streng genommen sind LiFePO4-Batterien auch Lithium-Ionen-Batterien. Es gibt verschiedene Varianten der Lithium-Batteriechemie, und LiFePO4-Batterien verwenden Lithiumeisenphosphat als Kathodenmaterial (die negative Seite) und eine Graphitkohlenstoffelektrode als Anode (die positive Seite).

LiFePO4-Akkus weisen die geringste Energiedichte aller derzeit verfügbaren Lithium-Ionen-Akkus auf und sind daher für platzsparende Geräte wie Smartphones ungeeignet. Dieser Kompromiss bei der Energiedichte bringt jedoch einige interessante Vorteile mit sich.

Die Vorteile von LiFePO4-Batterien

Einer der größten Nachteile herkömmlicher Lithium-Ionen-Akkus ist ihre begrenzte Kapazität, die sich nach einigen hundert Ladezyklen verringert. Deshalb verliert Ihr Smartphone nach zwei bis drei Jahren seine maximale Kapazität.

LiFePO4-Akkus bieten typischerweise mindestens 3000 vollständige Ladezyklen, bevor ihre Kapazität nachlässt. Hochwertige Akkus können unter optimalen Bedingungen sogar über 10.000 Zyklen erreichen. Zudem sind diese Akkus günstiger als Lithium-Ionen-Polymer-Akkus, wie sie beispielsweise in Handys und Laptops verbaut sind.

Im Vergleich zu herkömmlichen Lithiumbatterien, wie Nickel-Mangan-Kobalt (NMC), sind LiFePO4-Batterien etwas günstiger. Dank ihrer längeren Lebensdauer sind sie jedoch deutlich preiswerter als Alternativen.

Zudem enthalten LiFePO4-Akkus weder Nickel noch Kobalt. Beide Materialien sind selten und teuer, und ihr Abbau ist mit Umwelt- und ethischen Problemen verbunden. Daher sind LiFePO4-Akkus eine umweltfreundlichere Akkuart, da weniger Konflikte im Zusammenhang mit ihren Materialien bestehen.

Der letzte große Vorteil dieser Batterien ist ihre vergleichsweise höhere Sicherheit gegenüber anderen Lithium-Batterietypen. Sie haben sicher schon von Lithium-Batteriebränden in Geräten wie Smartphones und Balanced Boards gelesen.

LiFePO4-Akkus sind von Natur aus stabiler als andere Lithium-Akkutypen. Sie sind schwerer entzündlich, vertragen höhere Temperaturen besser und zersetzen sich nicht so leicht wie andere Lithium-Akkus.

Warum sehen wir diese Batterien jetzt?

Die Idee für LiFePO4-Batterien wurde erstmals 1996 veröffentlicht, doch erst 2003 wurden diese Batterien dank des Einsatzes von Kohlenstoffnanoröhren wirklich marktfähig. Seitdem hat es einige Zeit gedauert, bis die Massenproduktion anlief, die Kosten wettbewerbsfähig wurden und sich die besten Anwendungsfälle für diese Batterien herauskristallisierten.

Erst Ende der 2010er und Anfang der 2020er Jahre wurden kommerzielle Produkte, die die LiFePO4-Technologie prominent in den Vordergrund stellten, in den Regalen und auf Websites wie Amazon erhältlich.

Wann sollte man LiFePO4 in Betracht ziehen?

Aufgrund ihrer geringeren Energiedichte eignen sich LiFePO4-Akkus nicht optimal für dünne und leichte tragbare Geräte. Daher findet man sie nicht in Smartphones, Tablets oder Laptops. Zumindest noch nicht.

Bei Geräten, die man nicht ständig mit sich herumtragen muss, spielt die geringere Energiedichte jedoch eine deutlich geringere Rolle. Wenn Sie eine USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) kaufen möchten, um Ihren Router oder Ihre Workstation bei Stromausfall am Laufen zu halten, ist LiFePO4 eine hervorragende Wahl.

Tatsächlich etabliert sich LiFePO4 zunehmend als bevorzugte Wahl für Anwendungen, bei denen Blei-Säure-Batterien, wie sie beispielsweise in Autos verwendet werden, traditionell die bessere Option darstellten. Dazu gehören Heimspeicher für Solarenergie oder netzgekoppelte Notstromsysteme. Blei-Säure-Batterien sind schwerer, haben eine geringere Energiedichte, eine deutlich kürzere Lebensdauer, sind giftig und vertragen wiederholte Tiefentladungen nicht ohne Leistungsverlust.

Beim Kauf solarbetriebener Geräte wie Solarlampen und der Möglichkeit, LiFePO4 zu verwenden, ist dies fast immer die richtige Wahl. Das Gerät kann potenziell jahrelang wartungsfrei funktionieren.