LFP Akkus vs. NMC Batterie: welche ist besser?

Fast jedes elektronische Gerät, das wir im Alltag benutzen, wie Smartphones, Tablets, Laptops, Kameras, tragbare Lautsprecher, Smartwatches, Taschenlampen und tragbare Kraftwerke, enthält einen Lithium-Ionen-Akku. Es gibt jedoch 6 verschiedene Arten von handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterien mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und somit unterschiedlichen Eigenschaften. In tragbaren Powerstationen werden diese beiden Arten von Lithium-Ionen-Batterien meistens verwendet: LFP (Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) und NMC (Kombination von Nickel, Mangan und Kobalt mit Lithium).

Was ist LFP-Akku?

LFP-Akkus haben eine Kathode aus Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) und eine Anode aus Graphit mit Metallunterlage. LFP-Batterien wurden 1996 entwickelt, nachdem Wissenschaftler entdeckt hatten, dass Li aus LiFePO4 extrahiert und eingefügt werden kann. Seitdem haben sich die LFP-Batterien weiterentwickelt und ihre Fähigkeiten wie folgt erweitert:

Anzahl der Ladezyklen: LFPs sind wiederaufladbare Batterietypen, aber das bedeutet nicht, dass sie sich unbegrenzt aufladen lassen. Wie alle Batterien erschöpft sie sich mit der Zeit, aber LFPs können bis zu 3000 Ladezyklen bei einer Entladetiefe von 100 % erreichen. Was genau bedeutet 3000 Zyklen? Wenn Sie Ihre LFP zum Beispiel einmal am Tag aufladen, beträgt die Lebensdauer Ihrer Batterie etwa 3000 Tage oder fast 8 Jahre bei 100 % Entladetiefe.

Sicherheit: Batterien werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, und es ist möglich, dass die Batterie auf vielfältige Weise beschädigt wird. LFPs haben alle 4 unten aufgeführten Tests bestanden:

1. Überladung: Die im Test verwendete LFP-Batterie konnte einer Überladung standhalten, ohne dass es zu Explosionen oder Materialaustritt kam.

2. Kurzschluss: Im Vergleich zu den anderen Batterietypen, die dem Kurzschlusstest unterzogen wurden, traten bei den LFP-Batterien die wenigsten Leckagen auf.

3. Mechanische Beschädigung: Dieser Test hängt hauptsächlich von der Art der Batteriehülle ab, aber selbst wenn die LFP beschädigt wurde, erzeugte sie eine große Menge Rauch, aber interessanterweise explodierte sie nicht und fing kein Feuer.

4. Zündung: In diesem Fall führte die direkte Beflammung der LFP-Batterie zu keinen katastrophalen Folgen, da das Gehäuse der Batterie aus hartem Kunststoff besteht. Dies hängt jedoch von der Art der verwendeten Hülle oder Verpackung ab.

Was sind NMC Batterien?

Die Kathode in NMC-Batterien besteht aus Nickel-Mangan-Kobalt (NMC), die Anode aus Graphit mit Siliziumzusatz. Aufgrund ihrer Chemie weisen NMC Batterien verschiedene Eigenschaften auf, die für andere Batterietypen problematisch waren, z. B. eine höhere Energiedichte, eine höhere Entladungsrate und einen breiten Betriebstemperaturbereich. NMC-Batterien werden häufig in Elektrofahrzeugen und anderen Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Energiedichte, Entladerate und Betriebstemperatur erfordern.

1. Höhere Energiedichte: NMC-Batterien haben eine höhere Energiedichte als die meisten Lithium-Ionen-Batterien, die zwischen 270 und 300 Wh/kg liegt, d. h. sie können mehr Energie pro Gewichtseinheit speichern. Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie wichtig diese Zahl ist, haben andere Batterietypen etwa 160Wh/kg, wir sprechen also von fast der doppelten Kapazität bei gleichem Gewicht. Das macht sie ideal für Anwendungen, die ein geringes Gewicht erfordern, wie z. B. Elektrofahrzeuge und tragbare Powerstation.

2. Höhere Entladerate: Mit der C-Rate wird die Entladerate von Lithium-Ionen-Batterien gemessen. Die meisten Batterien haben eine 1C-Rate, die die Nennleistung liefert, aber NMC-Batterien können mit einer 2C-Rate arbeiten, ohne die Lebensdauer oder Leistung der Batterie zu beeinträchtigen. Mit anderen Worten, 2C liefert die doppelte Leistung der Batterie für einen bestimmten Zeitraum und ermöglicht so Anwendungen wie die Beschleunigung von EV-Motoren und die vorübergehende Bereitstellung hoher Leistung, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

3. Arbeitstemperatur: NMC-Batterien können bei Temperaturen von -20℃ bis 60℃ arbeiten, was für fast jede Anwendung ausreicht, ohne dass die Batterie zur Aufrechterhaltung der Leistung aufgeheizt werden muss, wie dies bei anderen Arten von Lithium-Ionen-Batterien der Fall ist.

Was ist der Unterschied zwischen LFP- und NMC-Batterien?

Bei beiden Batterietypen handelt es sich um Lithiumionen, aber die Chemie unterscheidet sich durch die Kombination von Lithium mit verschiedenen Materialien; bei LFP sind es Eisen und Phosphor, während bei NMC Nickel, Mangan und Kobalt verwendet werden. Infolgedessen unterscheiden sich die Eigenschaften und Merkmale der beiden Typen:

1. Energiedichte

Hersteller von tragbaren Geräten und die Elektroautoindustrie legen großen Wert auf die Energiedichte ihrer Batterien. In diesem Fall kann eine NMC-Batterie bis zu 300Wh/kg erreichen, während die LFP-Batterie nur 160Wh/kg erreichen kann, was ihren Einsatz bei Produkten oder Anwendungen, bei denen das Gewicht entscheidend ist, einschränkt. Für Anwendungen mit hoher Leistung können die LFP Akkus jedoch eine bessere Option sein.

2. Temperaturtoleranz

Beide Batterien bei hohen Temperaturen haben stabile Leistung, während bei niedrigen Temperaturen seine die Chemie Unterschied, der beginnt zu treten in. Die Temperaturgrenze von LFP liegt bei -20°C, und die elektrische Leistung ist in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen schlecht. Die Kapazitätserhaltungsrate von LFP beträgt etwa 60-70 % bei 0 °C, 40-50 % bei -10 °C und 20-30 % bei -20 °C. NCM hat eine Temperaturgrenze von -30 °C, eine gute Tieftemperatur-Entladeleistung und einen Winterbereichsabfall von weniger als 15 % unter den gleichen Tieftemperaturbedingungen wie LFP, was deutlich höher ist als bei LFP. Dies erklärt, warum einige EV-Hersteller Heizungen verwenden, um die Batterien im Winter zu erwärmen und ihre Leistung zu erhalten.

3. Ladezyklen

Mit anderen Worten: Die Anzahl der Ladezyklen entspricht der Lebensdauer der Batterie. Es ist die Anzahl der Ladezyklen, die die Batterie während ihrer Lebensdauer durchführen kann. LFP-Batterien können 3000 Ladezyklen erreichen, während die NMC-Batterie etwa 800 Zyklen schafft. Es scheint, dass NMC-Batterien eine niedrige Anzahl von Ladezyklen haben, aber lassen Sie mich Ihnen sagen, dass Blei-Säure-Batterien nur etwa die Hälfte dieser Anzahl haben und in verschiedenen Anwendungen verwendet werden, wie z.B. zum Starten der Zündung in jedem Diesel- oder Benzinfahrzeug, und eine Lebensdauer von leicht 3-5 Jahren haben können. Dies bedeutet jedoch, dass LFP eine viel längere Lebensdauer haben, die bis zu 10 Jahre betragen kann.

4. Sicherheit

Aufgrund ihrer Strukturformel sind LFP Akkus so stabil und steif, dass sie selbst bei mechanischer Beschädigung, Überhitzung, elektrischem Kurzschluss und Überladung kaum Feuer fangen und nur Rauch entwickeln. NMC Batterien hingegen haben eine instabile Formel, die sich leicht verformt, wenn sie beschädigt wird oder einen der oben genannten Punkte durchläuft, wodurch sie in Brand geraten kann. Die meisten Hersteller von NMC Batterien haben jedoch sehr widerstandsfähige Gehäusetypen für NMC Batterien ausgestattet, sodass sie auch unter extremen Bedingungen nicht so leicht Feuer fangen.

Was sind die Anwendungen von LFP Batterien?

LFP Batterien, auch bekannt als LiFePO4 Batterien, haben eine Reihe von Anwendungen. LFP Akkus werden häufig in Elektrofahrzeugen und Hybrid-Elektrofahrzeugen (EVs und HEVs) sowie in USV-Systemen und Notstromversorgungen eingesetzt. LFP-Batterien halten länger als andere Batterietypen und sind widerstandsfähiger gegen Überladungen und Tiefentladungen. LFP Akkus eignen sich auch für den Einsatz in Golfwagen, Motorrollern, Fahrrädern und anderen Formen des Individualverkehrs. Außerdem werden LFP Batterien zunehmend in tragbaren elektronischen Geräten wie Laptops, Mobiltelefonen und Digitalkameras eingesetzt.

Elektrofahrzeuge: Da LFPs eine längere Lebensdauer als andere Lithium-Ionen-Batterien haben, beabsichtigen Hersteller von Elektrofahrzeugen wie Rivian, sie in ihren zukünftigen Modellen einzusetzen.

Speichersysteme für erneuerbare Energien: Mit der wachsenden Nachfrage nach netzunabhängigen Kraftwerken für erneuerbare Energien (Solar-, Wind- und Wasserkraft) sind Speichersysteme für erneuerbare Energien weltweit von entscheidender Bedeutung geworden. LFPs eignen sich hervorragend für diese Anwendung, da das Gewicht des Speichersystems kein Problem darstellt und die Lebensdauer der Batterie eine wichtige Säule ist.

Backup-Speichersysteme fürs Netz: Netzinstabilitäten, die durch Naturkatastrophen oder Ausfälle von Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen verursacht werden, können zu vielfältigen Auswirkungen wie Frequenzschwankungen und Stromausfällen führen. LFP BESS (Batterie-Energiespeichersystem) kann die Lösung für diese Art von Notfällen sein und den Versorgungsnetzen viel Geld für Schäden durch Netzinstabilität ersparen.

Was sind die Anwendungen von NMC Batterien?

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen für NMC Batterien, die von der Unterhaltungselektronik bis zu Elektrofahrzeugen reichen. In der Unterhaltungselektronik werden NMC Batterien häufig in mobilen Geräten wie Laptops, Mobiltelefonen, Elektrowerkzeugen und tragbaren Powerstationen eingesetzt. NMC Batterien haben eine hohe Energiedichte und eine lange Lebensdauer, was sie für diese Anwendungen ideal macht, da das Gewicht bei tragbaren Anwendungen ein entscheidender Faktor ist.

Außerdem werden NMC Batterien in Elektrofahrzeugen immer beliebter. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte und ihrer Fähigkeit, hohen Entladungsraten standzuhalten, sind NMC Batterien für den Einsatz in Elektroautos gut geeignet. Zusätzlich haben NMC Batterien eine längere Lebensdauer als herkömmliche Blei-Säure-Batterien und sind für viele Anwendungen eine kostengünstigere Option.

Elektrofahrzeuge: Angefangen bei den neuesten Nissan-Leaf-Modellen bis hin zum High-End-Mercedes EQS. NMC-Batterien sind das beliebteste, effektivste und langlebigste EV-Batteriepaket auf dem Markt.

Tragbare Powerstation: Mehrere tragbare Powerstationen verfügen über eine erstaunlich kompakte Leistung, von der sich niemand hätte vorstellen können, dass sie in einer so kleinen und kompakten Platz findet. Aber was die Sache wirklich auf die nächste Stufe brachte, war der Vergleich verschiedener Arten von tragbaren Stromstationen und die Feststellung, dass die tragbare Stromstation INFINITY 1500 von Growatt fast die Hälfte des Gewichts aller anderen Arten von tragbaren Powerstationen in gleicher Kapazität hat. Denn die tragbare Stromstation von Growatt verwendet NMC-Batterien. Dies zeigt deutlich, dass NMC bei den folgenden Anwendungen von tragbaren Kraftwerken weitsichtig ist:

• Flexibles Büro oder Werkstatt im Freien: Wenn Sie ständig draußen arbeiten und Ihren Laptop und Ihr Smartphone für die Arbeit aufladen müssen, können Sie mit tragbaren Stromspeicher überall ein großartiges Büro im Freien einrichten und
• Fahrzeugbatterie-Notfallset: Tragbare Stromstationen mit 12V Autoladesteckdose ermöglichen es Ihnen, die leere Batterie Ihres Autos zu retten und in wenigen Minuten wieder auf die Straße zu kommen.
• EPS für Zuhause: Wenn der Strom ausfällt, wird alles, vom Wi-Fi-Router bis zum Kühlschrank, extrem wichtig. Daher funktionieren tragbare Stromstationen als EPS (Emergency Power Supply / Notstromversorgung), die Ihre Geräte am Laufen halten, bis die Stromversorgung wiederhergestellt ist.
• Camping-Stromversorgung: Das Kochen und Grillen beim Camping ist eine der aufregendsten Aktivitäten. Mit tragbaren Stromaggregaten können Sie Ihren Elektroherd oder Grill mit Strom versorgen und die Nacht zur Unterhaltung beleuchten.
• Solarenergie ohne Netzanschluss: Solarenergie war schon immer eine großartige Energiequelle, aber das Problem der Speicherung und der Verwendung von Wechselstrom hat die Nutzung von Solarenergie in netzfernen Gemeinden immer eingeschränkt. Tragbare Stromstationen haben dieses Problem jedoch gelöst, indem sie mit ihren Batterien Strom für den späteren Gebrauch speichern und mit ihren eingebauten Wechselrichtern eine Wechselstromversorgung für alle benötigten Geräte bereitstellen.

Heimspeicher: Der Heimspeicher ist auch als der beliebteste Typ bekannt. Die Energiespeicherung zu Hause wird in der Regel an kalten Wintertagen genutzt, weshalb sich NMC hervorragend für den Einsatz in der Powerwall eignet. Sie arbeiten bei einer Temperatur von -20℃ ohne Leistungseinbußen.

LFP VS NMC Batterie, welche ist die bessere Option?

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, sollten Sie die wichtigsten Unterschiede zwischen LFP- und NMC-Batterien kennen. Hier ist ein kurzer Vergleich, um den Wert von LFP und NMC zu erklären:

Auf der Grundlage der obigen Vergleichstabelle würden wir LFP Akku für Ihren Solargenerator empfehlen, wenn Sie möchten, dass Ihr Solargenerator eine längere Lebensdauer hat, eine bessere Sicherheitsleistung aufweist und in den meisten Aspekten genauso gut funktioniert wie NMC Batterien.

Während LFP Batterien nach wie vor hervorragend für die Speicherung von Solarenergie geeignet sind, sollten Sie sich auf jeden Fall für NMC Batterien entscheiden, wenn Sie eine Batterie benötigen, die rauen Bedingungen standhält. Wenn Sie nur über begrenzten Speicherplatz verfügen und ständig unterwegs sind, sollten Sie vielleicht auch über die mobile Powerstation mit NMC Batterien nachdenken. Sie sollten der Wahl des besten Solargenerators Vorrang vor der Wahl der besten Batteriechemie geben. Denn sowohl NMC- als auch LFP-Batterien haben Vorteile.

Growatt Solargenerator mit LFP Batterien

Growatt LiFePO4 Power Station INFINITY 1300 und VITA 550 verwenden Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien, die eine Lebensdauer von mehr als 3000 Zyklen haben und fast 10 Jahre lang halten. Gleichzeitig verfügen beide Stromspeicher über ein integriertes fortschrittliches Batteriemanagementsystem (BMS) und eine Notstromversorgung (EPS), mit der Sie praktisch jedes Gerät als zuverlässige Backup-Stromquelle bei Stromausfällen, auf Reisen, im Wohnmobil, im netzunabhängigen Leben und vielem mehr betreiben können.

Die Kapazität von 1382 Wattstunden und die Leistung von 1800W des INFINITY 1300 ermöglichen es Ihnen, überall zu arbeiten und sogar einige große Geräte mit Strom zu versorgen. Er ist perfekt für das Leben außerhalb des Stromnetzes, Camping, Grillpartys, Notfallvorsorge und vieles mehr.