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Lithium-Batterien und ihr Potenzial

Altbekannte Technologie zukunftssicher genutzt

Lithium-Batterien wurden bereits vor 40 Jahren erfunden. Doch erst heute beginnt die Technologie, ihre Stärken voll zu entfalten. Aber was unterscheidet eine Lithium-Batterie von einer Blei-Batterie? Welche Vorteile bringt sie mit sich? Das erklären wir in diesem Beitrag.

Vom U-Boot ins Sonderfahrzeug

Lithium-Eisenphosphat-Batterien finden seit fast 20 Jahren breitflächig Verwendung und haben sich sogar beim Einsatz in U-Booten bewährt.

Die erste Eisenphosphat-Zelle wurde Ende der 1990er Jahre entwickelt. Die Lithium-Technologie setzt sich seit Jahren in vielen Bereichen aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile gegenüber herkömmlichen Blei-Säure-Batterien immer mehr durch. Dabei sind langfristige Kosten, die zu erreichende Lebensdauer sowie Aspekte wie Sicherheit und Umweltverträglichkeit – Stichwort Entsorgung – wichtig.

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Blick ins Innere einer Lithium-Batterie für Pkw.

Vorteile von Lithium-Batterien gegenüber Blei-Batterien

Gewicht

Als leistungsstarke Alternative zur herkömmlichen Technik der Blei-Batterien sind Lithium-Batterien zunächst einmal wesentlich leichter. Dies ist insbesondere beim Einsatz in Sonderfahrzeugen natürlich ein großer Pluspunkt. Im Vergleich mit Blei-Batterien kann bei Lithium-Batterien bis zu 70 % Gewicht eingespart werden.

Entladetiefe

Bei einer wartungsfreien Blei-Batterie sollten im Durchschnitt nicht mehr als 50 – 60 % der Kapazität entnommen (sprich: entladen) werden. Im Vergleich dazu können Akkus auf Lithium-Basis bis zu 80 % entladen werden, ohne, dass dies die Lebensdauer negativ beeinflusst. Somit steht bei gleicher Nennkapazität mehr entnehmbare Energie zur Verfügung.

Peukert-Faktor

Hierunter versteht man ein Phänomen, das bei Blei-Batterien auftritt: Je größer der Verbraucher, desto stärker nimmt die entnehmbare Kapazität ab – sprich, man bekommt weniger Energie aus der Batterie. Dies ist gerade im Bereich von Sonder- und Nutzfahrzeugen mit leistungsstarkem Equipment an Bord ein großes Problem. Hier punktet die Lithium-Batterie, denn bei ihr geht der Peukert-Faktor quasi gen Null. Es steht also immer die volle nutzbare Kapazität zur Verfügung.

Aufladezeit

Der Innenwiderstand bei Blei-Batterien nimmt mit zunehmender Ladung stark zu, sodass der Ladestrom immer weiter absinkt. Die Folge ist, dass Blei-Batterien gut und gerne 8 – 10 Stunden Ladezeit benötigen. Für die zuverlässige Versorgung bei ungeplanten Einsätzen ein großes Manko. Bei Lithium-Batterien ist die Aufladezeit deutlich kürzer. Sie können – ein entsprechend starkes Ladegerät vorausgesetzt – innerhalb einer Stunde auf 100 % vollgeladen werden. Zwangspausen für dringend benötigtes Equipment im mobilen Einsatz reduzieren sich somit auf ein Minimum.

Sulfatierung

Werden Blei-Batterien längere Zeit ungeladen gelagert, schließen sich Bleisulfat-Kristalle zu immer größeren Ablagerungen an den Bleiplatten zusammen und reduzieren somit die aktive Oberfläche, was zu einem Leistungsverlust und schließlich zu einem Defekt der Batterie führt. Daher versucht man Blei-Batterien zu entsulfatisieren. Dies geschieht durch die Erzeugung wiederholter kurzer, starker Stromipulse. Sie sollen die Sulfatkristalle abbauen und die Kapazität der Batterien wieder herstellen. Dafür wiederum kommen teilweise Zusatzschaltungen zum Einsatz – deren Wirksamkeit ist jedoch umstritten. Bei Lithium-Batterien ist die Sulfatierung aufgrund der Zellchemie zum Glück kein Thema. Das trägt zur Wartungsarmut der Technologie bei.

Batterieladung

LEAB Lithium-Batterien verfügen grundsätzlich über ein eingebautes Batteriemanagement-System, welches permanent die Zellen überwacht und eine Über- bzw. Tiefentladung verhindert. Dadurch wird eine maximale Lebensdauer der Batterie gewährleistet. Blei-Batterien verfügen ab Werk nicht über solche Schutzmechanismen. Wobei es auch für diese Technologie praktische Lösungen gibt, wie LEABs Batteriewächter.

Wenig Raum, viel Kraft

Lithium-Batterien brauchen nur wenig Raum, um viel Energie zu speichern. Der Fachbegriff hierfür ist die Energiedichte. Eine Lithium-Batterie schafft bis zu 160 Wattstunden pro Kilo und mehr.

Diesen immensen Vorteil machen wir uns nicht nur bei unseren Batterien zunutze, sondern auch bei der LPS und der Energy Unit.