Lithiumeisenphosphat ist eine Art Lithium-Ionen-Batterie, da die Energie auf die gleiche Weise gespeichert wird, indem Lithiumionen und nicht Lithiummetall bewegt und gespeichert werden. Diese Zellen und Batterien verfügen nicht nur über eine hohe Leistungsfähigkeit, sondern liefern auch eine hohe Leistung. Hochleistungs-Lithiumphosphatbatterien sind derzeit Realität. Sie werden als Speicherzellen oder Energiequellen genutzt.

Konventionelles Laden

Bei der herkömmlichen Lithium-Ionen-Partikel-Lademethode benötigt ein Standard-Lithiumeisenphosphat zwei Schritte, um vollständig aufgeladen zu werden: Schritt 1 verwendet konstanten Strom, um den Ladezustand (SOC) des Stundenzählers zu ermitteln; Schritt 2 findet statt, sobald die Ladespannung 3,65 V pro Zelle erreicht, also die Obergrenze der effektiven Ladespannung. Die Umstellung von konstantem Strom auf konstante Spannung bedeutet, dass der Ladestrom dadurch begrenzt wird, was die Batterie bei dieser Spannung aushalten kann. Daher nimmt der Ladestrom asymptotisch ab, selbst wenn ein elektrisches Gerät, das über einen Widerstand geladen wird, die Endspannung asymptotisch erreichen kann.

Überladung des Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus arbeiten sicher innerhalb der ausgewählten Betriebsspannungen; Die Batterie wird jedoch instabil, wenn sie unabsichtlich auf eine höhere als die Nennspannung aufgeladen wird. Längeres Laden mit 4,30 V auf einem Li-Ionen-Akku, der für 4,20 V/Zelle ausgelegt ist, kann bimetallische Lithium-Ionen-Akkus auf der Anode plattieren. Das Kathodenmaterial wird zum assoziierten Oxidationsmittel, verliert an Stabilität und produziert Dioxid (CO2). Der Zelldruck steigt und wenn der Ladevorgang fortgesetzt werden kann, schaltet sich diese für die Zellsicherheit zuständige Unterbrechungseinrichtung bei 1.000–1.380 kPa (145–200 psi) ab. Sollte der Druck weiter ansteigen, platzt die Schutzmembran mancher Li-Ionen-Akkus bei etwa 3.450 kPa (500 psi) und die Zelle könnte schließlich in Flammen aufgehen.

Vereinfachtes Batteriemanagementsystem und Batterieladegerät

Eine große Überladungstoleranz und Selbstausgleichseigenschaften der LiFePO4-Batterie verändern die Batterieschutz- und Ausgleichsplatinen und verringern so deren Wert. Die einstufige Lademethode ermöglicht die Verwendung eines einfacheren herkömmlichen Stromanbieters zum Laden von LiFePO4-Akkus anstelle der Verwendung eines modernen Li-Ionen-Akkugeräts.

Selbstbalance

Im Gegensatz zur Blei-Säure-Batterie können sich mehrere LiFePO4-Zellen in einem sehr seriellen Akkupack während des Ladevorgangs nicht gegenseitig ausgleichen. Dies kann daran liegen, dass der Ladestrom nicht mehr fließt, sobald die Zelle voll ist. Dies ist der Grund, warum die LiFEPO4-Pakete Verwaltungsplatinen benötigen.

Hochtemperaturleistung

Es ist schädlich, wenn eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie bei erhöhter Temperatur, beispielsweise 60 °C, arbeitet. Allerdings läuft ein LiCoO2 bei erhöhter Temperatur besser und bietet aufgrund der höheren Lithiumionenleitfähigkeit eine um 10 % höhere Leistungsfähigkeit. Es ist schädlich, wenn eine LiCoO2-Batterie bei erhöhter Temperatur, etwa 60 °C, funktioniert. Allerdings läuft eine LiFePO4-Batterie bei erhöhter Temperatur länger und bietet dank der höheren Ionenleitung der Ordnungszahl 3 eine um 10 % höhere Leistungsfähigkeit.