Was ist ein LFP-Speicher und wie funktioniert er?
Von Lithium-Ionen Akkus hat sicher jeder schon einmal etwas gehört. So gut wie alle heutigen Elektroauto-, E-Bike-, Smartphone- und Laptop-Akkus arbeiten aufgrund der hohen Energiedichte mit Li-Ionen. Allerdings wird hier meist die sogenannte NMC-Batterie eingesetzt, was für Nickel-Mangan-Cobalt steht. LFP-Zellen haben für die Speicherung von Solarstrom wesentliche Vorteile, auf die wir im folgenden Absatz eingehen.
Das Grundprinzip ist aber immer gleich: Die Elektronen werden zwischen Kathode (Minuspol) aus Graphit und der Anode (Pluspol) ausgetauscht, welche im Fall von LFP-Akkus aus Lithium-Eisenphosphat besteht.
Welche Vorteile haben LFP-Zellen?
Lebensdauer / Degradation
LFP-Zellen haben eine deutlich höhere Lebensdauer gegenüber NMC-Batterien. Das Journal of the Electrochemical Society hat in dem wissenschaftlichem Paper Degradation of Commercial Lithium-Ion Cells as a Function of Chemistry and Cycling Conditions untersucht, wie hoch der Unterschied der Degradation (=Reduktion der Kapazität) nach einer bestimmten Anzahl an Ladezyklen zwischen NMC- und LFP-Zellen ausfällt. Wir haben das in der folgenden Grafik schematisch dargestellt.
Man sieht deutlich, dass NMC-Zellen eine wesentlich stärkere Degradation haben und somit schneller an Kapazität verlieren. Generell haben Li-Ionen Speicher natürlich eine viel längere Lebensdauer und können auch viel tiefer entladen werden, als alte Blei-Akkus. Aber innerhalb der Li-Ionen Speicher gibt es auch noch einmal feine Unterschiede: LFP-Zellen sind einfach deutlich robuster und langlebiger gegenüber NMC-Batterien.
Sicherheit und Brandschutz
LFP-Zellen können im Vergleich wesentlich besser mit hohen / tiefen Temperaturen, Überladen, Kurzschlüssen und mechanischen Beschädigungen umgehen. Eine Überhitzung der Zellen (thermisches Durchgehen) ist ungefährlicher, da kein Sauerstoff freigesetzt wird. Die typischen unkontrollierten Brände von Batterien können so nicht entstehen. LFP-Akkus sind also nicht selbstentzündlich. Das folgende Video zeigt das sehr eindrücklich:
Umweltgedanke
Der Abbau von Nickel, Mangan und Kobalt ist sehr umweltschädlich und gesellschaftlich umstritten. Nicht nur die energieintensive Gewinnung wird kritisiert, sondern vor allem auch die erheblichen Eingriffe in den Natur- und Wasserhaushalt. Natürlich ist der Abbau von Rohstoffen immer mit Eingriffen in die Natur verbunden. Sowohl die Eisen- als auch Phosphatgewinnung sind aber deutlich verbreiteter und gelten als wenig umweltschädlich. LFP-Zellen enthalten keine giftigen Schwermetalle und die Elektrodenmaterialien sind zu 90 % recyclebar – die enthaltenen Metalle sogar zu 100%.
Bei der Firma CATL (der größte Hersteller von Li-Ionen-Akkus) geht man sogar noch einen Schritt weiter: Das Werk in Erfurt ist das erste von CATL außerhalb von China und aktuell die größte Zellfertigung Europas. Seit Ende 2021 wird an diesem Standort produziert. Es liegt sehr nahe, dass hier auch die bereits vorgestellte Natrium-Ionen-Batterie hergestellt wird. Die Produktionsprozesse ähneln sich stark zur Fertigung von LFP-Zellen. Dann könnte also zusätzlich noch das Lithium gegen Natrium ersetzt werden. Natrium ist viel besser verfügbar und der Abbau wesentlich umweltfreundlicher. Wenn die Informationslage dazu dichter ist, dann werden wir darüber in einem separaten Artikel berichten.
Warum setzt man nicht generell auf LFP-Speicher?
Der größte Nachteil von LFP gegenüber NMC-Zellen ist die geringere Energiedichte. Das bedeutet, für die gleiche Speicherkapazität müssen LFP-Akkus größer und schwerer sein. Bei Hausspeichern spielt das aber eine eher untergeordnete Rolle. Meist ist genügend Platz im Hausanschlussraum vorhanden und die Speicher sind modular aufgebaut, um das Gewicht der Einzelkomponenten so gering wie möglich zu halten.
Sie können über die Filterkriterien auf unserer Seite für Batteriespeicher sehr gut das für Sie optimal passende Gerät auswählen. Schränken Sie auch gern andere Kriterien ein. Je konkreter Sie filtern, umso besser passt der Akku zu Ihren Bedürfnissen.
