Leistung von ternären Lithiumbatterien und Lithium-Eisenphosphat-Batterien in tragbaren Stromquellen für den Außenbereich

Leistung von ternären Lithiumbatterien und Lithium-Eisenphosphat-Batterien in tragbaren Stromquellen für den Außenbereich

Auf dem Markt für tragbare Stromquellen für den Außenbereich sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) und ternäre Lithiumbatterien die beiden Haupttypen von Batteriezellen. Sowohl ternäre Lithiumbatterien als auch Lithiumeisenphosphatbatterien weisen unterschiedliche Vor- und Nachteile bei der Verwendung tragbarer Stromquellen im Freien auf.

Ternäre Lithiumbatterie, auch bekannt als ternäre Lithium-Ionen-Batterie, ist eine Art Lithium-Ionen-Batterie, die aus Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (NMC) oder Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA) besteht. Andererseits bestehen Lithium-Eisenphosphat-Batterien hauptsächlich aus positiven und negativen Elektroden, Separatoren, Elektrolyten und Außengehäusen. Die positive Elektrode, die als Energiespeichereinheit in Lithium-Ionen-Batterien dient, besteht unter anderem aus aktiven Materialien, Leitmitteln und Bindemitteln. In Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien ist das aktive Material der positiven Elektrode Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4), das für seine hervorragende Zyklenstabilität, Hochtemperaturbeständigkeit und Sicherheitsmerkmale bekannt ist. Diese unterschiedlichen strukturellen Zusammensetzungen führen zu unterschiedlichen Leistungsmerkmalen.

Sicherheit: Lithium-Eisenphosphat-Batterien weisen eine relativ höhere thermische Stabilität auf und sind unter Hochtemperaturbedingungen weniger anfällig für Verbrennung oder Explosion. Dies ist auf ihre Zersetzungstemperatur zurückzuführen 800°C, deutlich höher als die 200°C von ternären Lithiumbatterien. Daher bieten Lithium-Eisenphosphat-Batterien einen erheblichen Sicherheitsvorteil.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Sicherheit ternärer Lithiumbatterien geringer ist. Tatsächlich kann die Sicherheitsleistung von ternären Lithiumbatterien durch Fortschritte im Sicherheitsdesign innerhalb des Leistungsbatteriesystems und verschiedene Systemverbesserungen wie Überladeschutz, Überentladungsschutz, Übertemperaturschutz, Überstromschutz usw. verbessert werden gewährleistet sein. Lithium-Eisenphosphat-Batterien weisen eine höhere Sicherheit auf und sind weniger anfällig für Explosionen oder Brände. Experimente und Tests haben gezeigt, dass die Hochtemperaturbeständigkeit und chemische Stabilität von Lithiumeisenphosphat im Vergleich zu ternären Lithiumbatterien zu einem geringeren Risiko eines thermischen Durchgehens führen. Daher ist Lithium-Eisen in rauen Außenumgebungen geeignet Phosphatbatterien bieten höhere Sicherheitsgarantien.

Darüber hinaus weisen ternäre Lithiumbatterien in praktischen Anwendungen eine relativ höhere Energiedichte auf, was schnellere Ladegeschwindigkeiten und eine stärkere Leistungsabgabe ermöglicht und sich für Szenarien mit hohen Anforderungen an die Lebensdauer, wie z. B. Elektrofahrzeuge, eignet. Mittlerweile finden Lithium-Eisenphosphat-Batterien aufgrund ihrer langen Lebensdauer und geringeren Kosten umfassendere Anwendungen im Bereich der Energiespeicherung.

Lebensdauer: Ternäre Lithiumbatterien weisen im Laufe der Nutzung einen stabileren Energieverlust auf. Insbesondere nach über 1000 Lade-Entlade-Zyklen können sie eine Batterieeffizienz von 80 % beibehalten. Allerdings ist ihre Energieabgabe in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen tendenziell instabil und behält etwa 80 % der normalen Kapazität bei –20°C. Dies bedeutet, dass ternäre Lithiumbatterien unter extremen Bedingungen, wie z. B. Outdoor-Erkundungen im Winter oder Kletteraktivitäten, möglicherweise nicht ausreichend Strom liefern. Lithium-Eisenphosphat-Batterien hingegen weisen eine stabilere Leistung hinsichtlich der Batterieverschlechterung auf. Selbst nach mehr als 3000 Lade-Entlade-Zyklen können sie eine Batterieeffizienz von 80 % aufrechterhalten. Im Vergleich dazu bleibt ihre Energieabgabe in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen stabiler und behält etwa 50 % der normalen Kapazität bei –20°C. Daher eignen sich Lithium-Eisenphosphat-Batterien besser für tägliche Outdoor-Aktivitäten wie Camping, Fotografie usw.

Energiedichte und Ladegeschwindigkeit: Derzeit haben ternäre Lithiumbatterien im Allgemeinen eine höhere Energiedichte als Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Einigen Testdaten zufolge können ternäre Lithiumbatterien eine Energiedichte von 200 Wh/kg erreichen, während Lithium-Eisenphosphat-Batterien typischerweise bei etwa 150 Wh/kg liegen. Dies bedeutet, dass ternäre Lithiumbatterien bei gleichem Gewicht eine höhere Energieausbeute bieten können. Was die Ladegeschwindigkeit angeht, sind ternäre Lithiumbatterien im Vergleich zu Lithium-Eisenphosphat-Batterien normalerweise schneller. Einige Testdaten zeigen, dass ternäre Lithiumbatterien für schnelles Laden und ultraschnelles Laden geeignet sind, während Lithium-Eisenphosphat-Batterien relativ langsame Laderaten aufweisen. Dies liegt vor allem daran, dass ternäre Lithiumbatterien eine schnellere Ionenmigrationsgeschwindigkeit aufweisen, was schnellere Ladevorgänge ermöglicht.“