Lithium of LiFePO4 accu

Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4) is een specifieke chemische samenstelling van lithiumbatterijen, die vaak wordt vergeleken met andere lithium-ionbatterijen vanwege de verschillen in eigenschappen. Hier zijn enkele belangrijke verschillen tussen een standaard lithium-ionbatterij en een LiFePO4-batterij:

Kathode Materiaal:

Lithium-ionbatterij: Gebruikt een verscheidenheid aan materialen zoals lithium-kobaltoxide (LiCoO2), lithium-mangaanoxide (LiMn2O4) of lithium-nikkel-mangaan-kobaltoxide (LiNiMnCoO2).

LiFePO4-batterij: Maakt gebruik van lithiumijzerfosfaat als kathode materiaal.

Spanning Lithium vs LiFePO

Lithium-ionbatterij: Heeft over het algemeen een hogere nominale spanning (3,6 V tot 3,7 V).

LiFePO4-batterij: Heeft een lagere nominale spanning (ongeveer 3,2 V tot 3,3 V).

Energie dichtheid:

• Lithium-ionbatterij: Heeft over het algemeen een hogere energiedichtheid, wat betekent dat ze meer energie kunnen opslaan in verhouding tot hun gewicht.
• LiFePO4-batterij: Heeft een iets lagere energiedichtheid in vergelijking met sommige andere lithium-ionbatterijen, maar ze hebben nog steeds een goede energie-opslagcapaciteit.

Levensduur en stabiliteit:

• Lithium-ionbatterij: Kan gevoeliger zijn voor hoge temperaturen en overladen, wat de levensduur kan verkorten.
• LiFePO4-batterij: Staat bekend om zijn stabiliteit en veiligheid. Het heeft minder kans op oververhitting en is minder gevoelig voor overladen, wat de levensduur verlengt.

Thermische doorbraak (thermal runaway) 

Deze situatie kan optreden als gevolg van verschillende factoren, zoals overladen, diepe ontlading, fysieke schade aan de batterij, productiefouten of hoge temperaturen. Een van de belangrijkste oorzaken van thermische doorbraak is de opbouw van warmte tijdens normaal gebruik, wat kan leiden tot versnelde chemische reacties en verdere warmteontwikkeling.

Fabrikanten van lithiumbatterijen implementeren verschillende veiligheidsmechanismen om thermische doorbraak te voorkomen of te minimaliseren. Dit omvat onder andere thermische beschermingsschakelaars, koelsystemen en ontwerpaspecten die de warmteafvoer bevorderen. Bovendien worden batterijbeheersystemen (BMS) gebruikt om de spanning, stroom en temperatuur van de batterij te bewaken en te regelen om de veiligheid te waarborgen.

Desondanks is het belangrijk om lithiumbatterijen volgens de aanbevelingen van de fabrikant te gebruiken en ze niet bloot te stellen aan omstandigheden die thermische doorbraak kunnen veroorzaken. Veiligheidsmaatregelen, zoals het vermijden van overladen en beschermen tegen fysieke schade, zijn essentieel om het risico op thermische doorbraak te minimaliseren.
De exacte temperatuur waarbij thermische doorbraak optreedt, kan variëren en is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder het type lithiumbatterij, de chemische samenstelling, het ontwerp en de omstandigheden waaraan de batterij wordt blootgesteld. Over het algemeen ligt de thermische doorbraaktemperatuur voor lithium-ionbatterijen in het bereik van ongeveer 150 tot 200 graden Celsius.

Het proces van thermische doorbraak begint meestal met een verhoogde interne temperatuur als gevolg van een combinatie van factoren zoals overladen, diepe ontlading, fysieke schade of een defect in de batterij. Deze verhoogde temperatuur kan leiden tot versnelling van chemische reacties binnen de batterijcellen, wat op zijn beurt leidt tot verdere warmteontwikkeling. Dit kan een zelfversterkend proces worden, wat resulteert in een exponentiële stijging van de temperatuur, gasvorming en mogelijk brand of explosie.

Thermische doorbraak LiFePO4:

LiFePO4 (lithiumijzerfosfaat) accu’s staan bekend om hun verbeterde thermische stabiliteit in vergelijking met sommige andere typen lithium-ionbatterijen. Ze hebben over het algemeen een hogere thermische stabiliteit en zijn minder gevoelig voor thermische doorbraak.

De thermische doorbraaktemperatuur voor LiFePO4-accu’s ligt doorgaans hoger dan die van andere lithium-ionbatterijen, en het kan variëren tussen ongeveer 270 tot 280 graden Celsius. Dit hogere thermische stabiliteitsniveau draagt bij aan de veiligheid van LiFePO4-accu’s, wat hen geschikter maakt voor toepassingen waar veiligheid een prioriteit is, zoals in elektrische voertuigen en opslagsystemen voor hernieuwbare energie.

Over het algemeen worden LiFePO4-batterijen vaak gekozen vanwege hun verbeterde veiligheid en stabiliteit, vooral in toepassingen waar betrouwbaarheid cruciaal is, zoals in elektrische voertuigen en zonne-energiesystemen.