Lithium-Eisenphosphat
IBUvolt® LFP400

Batteriematerial für Lithium-Eisenphosphat-Kathoden

IBUvolt® LFP400 (LiFePO4) ist ein Kathodenmaterial für Lithium-Eisenphosphat-Batterien mit höchstem Anspruch an Reinheit und Qualität, vorbereitet für den industriellen Einsatz. Schon seit Januar 2014 stellen wir das Kathodenmaterial IBUvolt® LFP400 her. Aufgrund der ursprünglichen Entwicklung für den Einsatz in einer NMC-Mischung (Nickel Mangan Cobalt) ist die Partikelform- und Größe sehr interessant für die Verwendung in neuartigen Beschichtungsverfahren. Im Vergleich zu kleinpartikulärem LFP (LFP402 verlinken) ist IBUvolt® LFP400 als Pulver gut fließfähig und weniger staubbildend.

Gut zu verarbeiten im Dry Coating und in wässriger Lösung

Hohe Zyklenstabilität für eine lange Lebensdauer

Vorteilhaftes Verhalten bei tiefen Temperaturen

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Eigenschaften des Kathodenmaterials auf einen Blick

Als gröberes LFP Kathodenmaterial hat IBUvolt® LFP400 eine mittlere Partikelgröße (d50) von ca. 11 µm. Mit dem Material beschichtete Elektroden erreichen eine sehr gute spezifische Leistung (W/g), eine gute volumetrische Energiedichte (Wh/L) und exzellente Zyklenlebensdauer. IBUvolt® LFP400 wurde erfolgreich für die Verwendung in stationären Speichern getestet und hat sich sowohl in wässrigen, als auch in trockenen Beschichtungsverfahren bewiesen. In Zusammenarbeit mit Kunden und Industriepartnern untersucht unsere Anwendungstechnik (link) stetig neue Anwendungsgebiete für dieses Kathodenmaterial, in welchen die elektrochemischen Eigenschaften den größten Vorteil bringen.

ParameterIBU Volt® LFP400

PSD [µm]
(d10/d50/d90)

3 / 11 / 24

Energy Density [Wh/l]
(Electrode, 0.1C)

 
Specific Power W/kg
(Electrode, 5C, 50 % SOC)
 

Cycle life
(2C/2C, 10-90% SOC, 25 °C)

> 3000

 

Elektrochemie – Kapazität und Zyklenstabilität

IBUvolt® LFP400 erhält seine Kapazität über tausende Ladezyklen – eine vergleichsweise lange Lebensdauer, was bei vergleichbaren Anschaffungskosten die spezifischen Kosten pro Ladezyklus oder Kilometer durch eine deutlich längere Betriebszeit um bis zu 50 % reduziert! IBUvolt® LFP400 wurde erfolgreich über 10.000 Lade/Entladezyklen bei einer Entladerate von 2C im zylindrischen Zellformat mit einer nominellen Kapazität von bis zu 50 Ah getestet.

Anwendungen für unser LFP Kathodenmaterial

Mit einer mittleren Partikelgröße 11 µm ist IBUvolt® LFP400 für Anwendungen interessant, bei denen klassische Kathodenmaterialien an Ihre Grenzen stoßen, etwa für die Anwendung in niedrigen Temperaturen. Batterien liefern bei Umwelttemperaturen weit unterhalb des Gefrierpunktes weniger Strom als bei Raumtemperatur, denn die Diffusionsprozesse sind deutlich langsamer und die Beweglichkeit der Lithium-Ionen sinkt. Doch die poröse Struktur von IBUvolt® LFP400 ermöglicht einen schnelleren Transport der Ionen innerhalb der Poren, sodass auch bei -20 °C ausreichend Strom mit einer durchschnittlichen Spannung von 2,8 V zur Verfügung steht. Diese Ergebnisse haben wir für IBUvolt® LFP400 durch Tests in zylindrischen Zellen mit 4690 Format bei niedrigen Temperaturen bestätigt.

LFP Tests in 4690-Batteriezellen

Die 4690-Batteriezelle, auch bekannt als 46xx-Zelle, ist ein zylindrischer Lithium-Ionen-Akku, dessen Maße auf den Namen zurückzuführen sind. Sie hat einen Durchmesser von 46 mm und eine Höhe von 90 mm. Diese Zellen gehören zu einer neuen Generation von Batterien, die in der E-Mobilitätsbranche eingeführt wurden. Sie sind größer als frühere Modelle, was eine höhere Energiedichte und effizientere Produktion ermöglicht. Zusammen mit unseren Partnern haben wir Zellprotypen in diesem Format entwickelt.

Cell & Cathode Information 

Cathode

Lithium Iron Phosphate (LFP400)

Anode

Synthetic Graphite
CAM content92%
CAM loading3 mAh/cm2
Density1.7 g/cm3
Electrode thickness269 μm

 

Electrical Cell Caracteristics  

Nominal capacity at 0.2 C, 25 °C

Ah13.6

Nominal operating voltage

V3.2
Charging voltageV3.5

Recommended cut-off discharge voltage

V2.5
EnergyWh43.5

AC impedance (1k Hz)

mΩ< 1.95
DC resistance (2 s pulse at 4 C 50% SOC)mΩ< 4.6
Specific energyWh/kg127
Energy densityWh/l291
Specific power (5C, 50% SOC)W/kg609
Power density (5C, 50% SOC)W/l1380
Mechanical CaracteristicsIBU Volt® LFP400

Diameter

46 mm

Length

90 mm
WeightEmpty: 77 g / Filled: 340 g

Volume

0,15 l

 

Discharge Current 

Recommended at 25 °C

13.6 A (1 C)

Maximum continous at 25 °C

68 A (5 C)

Recommended at -20 °C

2.8 A (0.2 C)

Maximum continous at -20 °C

13.6 A (1 C)

 

In unseren Zellprototypen konnten wir die aus unserem elektrochemischen Labor (link) bekannten Ergebnisse im industriell relevanten Zellformat bestätigen. Wir konnten die Zellen bei hohen Strömen entladen und in einem verkürzten Testprogramm die ausgezeichnete Zyklenstabilität erneut bestätigen.

Ratenfähigkeit in Vollzellen EAS