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EASA-Empfehlungen zu Lithium-Batterien

Die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) hat ein neues Sicherheits-Informations-Bulletin (SIB) zu Risiken für den Flugverkehr, die von Lithiumbatterien ausgehen können, publiziert. Es ist eine Reaktion auf die wachsende Zahl von Sicherheitsvorfällen im Zusammenhang mit Lithiumbatterien, die an Bord von Flugzeugen mitgeführt wurden. Informationen aus anderen SIBs zu Lithiumbatterien, die zurückgezogen wurden, wurden aktualisiert.

Zu den tragbaren elektronischen Geräten (PED), die mit Lithiumbatterien betrieben werden, gehören Alltagsgegenstände wie Mobiltelefone, Laptops oder Werkzeuge (z. B. Bohrmaschinen) oder auch Drohnen. Einige PED, z. B. Scooter, Hoverboards und bestimmte Arten von Drohnen, sind mit leistungsstarken Lithiumbatterien ausgestattet, die nach den geltenden Vorschriften nicht zulässig sind. Powerbanks werden nicht als PEDs, sondern als Ersatzbatterien eingestuft und müssen den geltenden Beschränkungen entsprechen.

Bei Fehlfunktionen oder Hitze riskant
Lithiumbatterien stellen ein Sicherheitsrisiko dar, wenn sie z.B. eine Fehlfunktion haben, mechanisch brechen, einen Kurzschluss verursachen oder Hitze ausgesetzt werden. Die in der Batterie enthaltenen Stoffe reagieren dann unkontrolliert, anstatt ihre chemische Energie allmählich in Form von Strom freizusetzen, was dem erwarteten Verhalten einer Batterie entspricht. Lithiumbatterien können sich überhitzen, Feuer fangen und/oder giftigen Rauch freisetzen.

E-Zigaretten und Powerbanks werden als besonders gefährlich angesehen. Bei Airlines sind im aufgegebenen Gepäck verboten, ebenso wie Ersatzbatterien. Das Aufladen von E-Zigaretten ist untersagt. Aufgrund des Risikos, das sie darstellen, sollten Powerbanks während des Fluges nicht aufgeladen oder zum Aufladen anderer Geräte verwendet werden. Im Allgemeinen stellen Akkus mit einem geringeren Ladezustand ein geringeres Risiko dar, so dass es vorzuziehen ist, solche Gegenstände mit einem geringeren Ladezustand an Bord mitzunehmen und sie erst nach der Landung wieder aufzuladen.

Merkmale von LITHIUM-Eisen-Phosphat-LFP-Akkus (LiFePO4)

Lithium-Eisen-Phosphat Akkus sind eine 1997 an der Universität of Texas entwickelte Variante der Lithium-Ionen-Akkus; bei der Lithium-Eisenphosphat (LiFePO 4, LFP) anstatt Lithium-Cobaltoxid (Li C0O2) als Kathodenmaterial verwendet wird.

Rohstoffsituation
LiFePO4 ist der chemische Grundstoff, aus dem das gelbe bis grasgrüne Mineral Tavorit besteht. Das für Akkus verwendete LFP–Pulver jedoch wird ausschließlich synthetisch (Feststoffreaktionen bei hohen Temperaturen) gewonnen.

Eisenphosphat lässt sich deutlich billiger herstellen als das für Li-Ion Akkus verwendete Kobaltoxid. Noch gravierender ist jedoch, dass Kobalt von nur wenigen Ländern geliefert wird, was jenen Rohstoff anfälliger für enorme Preisschwankungen infolge von Rohstoffspekulanten macht. Für Eisenphosphat sind solche Unwägbarkeiten weniger zu erwarten, da die Rohstoffe für diese Substanz weltweit leicht verfügbar sind.

Eigensicherheit und Umweltverträglichkeit
LFP neigt aufgrund der starken chemischen Bindung seines Sauerstoffgehaltes nicht zur Bildung von Feuer bzw. zur Explosion (thermal runaway). LFP-Zellen weisen somit bereits bauartbedingt eine hohe Eigensicherheit auf. Die positive Eigenschaft wird noch unterstützt durch eine hohe strukturelle Stabilität von LFP-Kathoden sowie die Ungiftigkeit und gute Umweltverträglichkeit von LFP.

Leitfähigkeit
Das Haupthemmnis bei der Entwicklung von LFP–Zellen waren die schlechte elektrische Leitfähigkeit von LiFe.PO4 sowie die geringe Diffusionsgeschwindigkeit von Lithium in LFP. Erst durch Beschichtung mit leitfähigem Kohlenstoff, Dotierung mit Fremdmetallatomen und die Erzeugung von Nanostrukturen mit optimierter Größe ließen sich die Leistungsdaten von LFP-Zellen nach und nach verbessern.

Leistungsdaten und Einsatzgebiete

  • Arbeitsspannung: 3 bis 3,3Volt
  • Temperatur-Arbeitsbereich bis -45°C bis 70°C
  • Zyklen-Festigkeit bis 5000 Zyklen
  • Ladeschlussspanung:15V
  • Keine Schädigung durch Tiefentladung
  • Geringes Gewicht:
  • Panasonic: 7,2 Ah 2500 gr.
  • LiFe.PO4 ́: 946 gr.

Ideale Anwendung

  • Stromversorgung für Segelflugzeuge
  • Diese Akkus wurden im November und Dezember 2008 bei Temperaturen bis -30°C zur Stromversorgung in der Antarktis mit großem Erfolg eingesetzt. Quelle: ‚Spindelberger Fahrzeugtechnik GmbH‚.

Bezugsquelle:
Strobl Solar GmbH, An der Stangermühle 4, D-83471 Schönau am Königssee. eMail: Info@strobl-solar.de