Produktion unseres Lithium-Eisenphosphats
Seit über 10 Jahren ist IBU-tec an der Entwicklung und Produktion von LFP-Kathodenmaterial beteiligt. Die Ausgangsmaterialien durchlaufen zuerst eine Sprühtrocknung, werden im Drehrohrofen veredelt und anschließend vermahlen: eine hervorragende Produktionsleistung mit hoher Qualität.
LFP in verschiedenen Partikelgrößenverteilungen
IBUvolt® LFP wird in zwei Varianten angeboten – als LFP400 und LFP402. Bei LFP400 handelt es sich um eine gröbere Form von LFP Pulver (d50 ~11 µm) mit guter volumetrischer Energiedichte (Wh/L), sehr guter spezifischer Leistung (W/g) und exzellenter Zyklenlebensdauer. LFP400 wurde erfolgreich für die Verwendung in stationären Speichern getestet und ist besonders für wässrige bzw. trockene Beschichtung geeignet. LFP402 ist eine feinere Form (d50 ~1 µm ) des LFP mit einer sehr hohen spezifischen Entladekapazität (mAh/g) und optimierten Verdichtbarkeit. Diese Variante lässt sich auf bereits etablierten Fertigungsanlagen problemlos verarbeiten und ist damit sowohl für Anwendungen in der Elektromobilität als auch stationäre Speicher geeignet.
| IBUvolt® LFP400 | IBUvolt® LFP402 | |
| Partikelgröße d50 [µm] | 11,1 | 1,2 |
| Stampfdichte [g/cm³] | 1,0 – 1,4 | 0,6 – 0,9 |
| Elektrodendichte [g/cm³] | ≥ 2,3* | ≥ 2,5* |
| Spezifische Kapazität [mAh/g] | ≥ 149 | ≥ 159* |
| Datenblatt | Download |
* Beispiel für Labortestzellen
IBUvolt® LFP400 – Langlebigkeit und Zyklenstabilität
IBUvolt® LFP400 erhält seine Kapazität über tausende Ladezyklen – eine vergleichsweise lange Lebensdauer. Somit werden bei vergleichbaren Anschaffungskosten die spezifischen Kosten pro Ladezyklus oder Kilometer durch eine deutlich längere Betriebszeit um bis zu 50 % reduziert. IBUvolt® LFP 400 wurde erfolgreich über 10.000 Lade/Entladezyklen bei einer Entladerate von 2C im zylindrischen Zellformat 18650 getestet, was einer Lebensdauer von über 15 Jahren enspricht.
Elektrochemische Eigenschaften
Der vergleichsweise hohe Kohlenstoffgehalt des IBUvolt® LFP 400 von 3,5 – 3,9 Gew.-% führt zu dem Vorteil einer hohen elektrischen Leitfähigkeit. In der Batteriezelle sinkt dadurch der Innenwiderstand und weniger elektrische Energie wird in Wärme umgewandelt. Das erhöht die Energieeffizienz und Sicherheit im Vergleich zu anderen LFP Produkten mit geringerer Leitfähigkeit. Weiterhin ermöglicht es der hohe Kohlenstoffgehalt von IBUvolt® LFP, weniger Leitruß bei der Kathodenfertigung einzusetzen, was Ersparnisse bei den Kosten für die Zellproduktion bedeutet.
IBUvolt® LFP402 – Kleine Partikel ermöglichen hohe Energiedichten
IBUvolt® LFP402 wurde für die Ansprüche der weltweit agierenden Zellhersteller entwickelt. Das Produkt bietet eine gute Verarbeitbarkeit bei der Produktion von Batteriezellen im industriellen Maßstab. Das Kathodenmaterial hat eine hohe spezifische Kapazität von > 159 mAh/g, eine hohe Verdichtbarkeit und sehr gute Leitfähigkeit.
Verdichtungseigenschaften
IBUvolt® LFP 402 wurde im Hinblick auf einen niedrigen Kohlenstoffgehalt von 1.4 Gew.-% optimiert. Daraus ergeben sich eine verbesserte Verdichtbarkeit und Leitfähigkeit des Materials. Bei einem Druck von 3 Tonnen kann LFP402 auf 2.4 g/cm³ verdichtet werden bei einer hohen Leitfähigkeit von ~40 mS/cm. Auch diese Eigenschaften erhöhen die Energieeffizienz und Sicherheit der aus diesem Material gefertigten Elektroden und Zellen.
Hintergrund zu Lithium-Eisenphosphat-Batterien
Energiespeichersysteme sind eine wertvolle Schlüsseltechnologie, um nicht auf die Nutzung fossiler Rohstoffe zur Energiegewinnung angewiesen zu sein und andere Quellen, wie z. B. Windkraft und Photovoltaikanlagen nutzen zu können. Aktuell erhältliche Speicher basieren größtenteils auf der bewährten Lithium-Ionen Batterietechnologie. Lithium-Ionen Akkumulatoren bestehen aus vier Grundkomponenten, die die Zellen der Batterie bilden: Kathode, Anode, Separator und Elektrolyt. IBU-tec verfügt über eine langjährige Erfahrung bei der Herstellung von Lithium Eisenphosphat Kathodenmaterial (LFP bzw. LiFePO4).
Beim Laden einer Lithium-Ionen-Batterie beziehungsweise von Lithium-Ionen-Akkus werden Lithium-Ionen durch die Elektrolytschicht von der Kathode zur Anode transportiert. In der Anode, die häufig aus Graphit oder anderen kohlenstoffreichen Materialien besteht, erfolgt die reversible Einlagerung des Lithiums unter Aufnahme von Elektronen. Beim Entladen der Batterie kehrt sich dieser Prozess um. Die Lithium-reiche Anodenschicht gibt Elektronen ab und die entstehenden Lithium-Ionen werden zur Kathode transportiert. Der dabei entstehende Stromfluss kann von elektrischen Verbrauchern genutzt werden. Dieser Zyklus kann bei Akkus mehrfach durchlaufen werden, wobei jedoch gewisse Memory-Effekte unausweichlich sind. Je hochqualitativer die Batterie und die in ihr verwendeten Materialien wie das Lithium-Eisen-Phosphat, desto höher kann die Lebensdauer sein.
Als Kathodenmaterial in modernen Batterien gewinnt Lithium-Eisenphosphat immer stärker an Bedeutung. Je nach Endanwendung und Einsatzgebiet – sei es im Bereich E-Mobilität oder bei stationären Energiespeichern – ergeben sich unterschiedliche Anforderungen.
Die Bezeichnung LFP leitet von der Summenformel LiFePO4 ab. LFP-Kathoden sind frei vom Schwermetall Nickel und dem kritischen Rohstoff Kobalt. Im Vergleich zu anderen Kathodenmaterialien zeigt LFP zudem Vorteile bei Langlebigkeit und Sicherheit.