LFP czy NMC - który akumulator wybrać?

To rodzaj baterii litowo-jonowej. Baterie NMC mają katodę wykonaną z połączenia niklu, manganu i kobaltu. Prawdopodobnie korzystasz z nich na co dzień, jednak nie zdajesz sobie z tego sprawy. Zasilają one m.in. smartfony, laptopy czy pojazdy elektryczne.

W porównaniu do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatory NMC działają dłużej, przechowują więcej energii i wymagają mniejszej konserwacji. To sprawia, że są jedną z najpopularniejszych opcji przechowywania energii słonecznej.

To bateria, która posiada katodę z litowego fosforanu żelaza (LiFePO4). Żelazo i fosforan to materiały łatwiej dostępne i tańsze niż te używane w bateriach NMC (głównie kobalt). Materiały użyte w baterii LFP są znacznie mniej toksyczne. To sprawia, że po zakończeniu eksploatacji łatwiej poddać je recyklingowi.

Baterie LFP są bezpieczne i stabilne. Coraz więcej firm produkuje je do magazynowania energii w domu.

Istnieje kilka kluczowych kwestii, które należy rozważyć przed dokonaniem wyboru między bateriami NMC i LiFePO4.

Żywotność to liczba cykli ładowania-rozładowania-ładowania, które bateria może wytrzymać bez pogorszenia wydajności. Z kolei pojedynczy cykl ładowania to taki, w którym bateria jest rozładowywana od stanu pełnego naładowania, a następnie ponownie ładowana.

Żywotność baterii to ważny czynnik, który bezpośrednio odzwierciedla stosunek jakości do ceny.

Oczekiwana żywotność baterii NMC wynosi ok. 800-2000 cykli. W zależności od sposobu użytkowania akumulator zachowuje pełną moc przez około trzy do czterech lat, a potem ulega szybkiej degradacji.

Typowa żywotność baterii LFP to ok. 3500-5000 cykli. Takie akumulatory działają optymalnie przez siedem do dziesięciu lat. Po tym okresie następuje powolna degradacja.

Z angielskiego depth of discharge (DoD) to poziom, do którego bateria może zostać rozładowana bez jej uszkodzenia. Na przykład, jeśli DoD baterii wynosi 80%, stan baterii pogorszy się, jeśli zostanie rozładowana poniżej 20%. Zatem wyższy wskaźnik DoD wskazuje na lepszy zasięg operacyjny baterii.

DoD baterii NMC, podobnie jak innych baterii litowo-jonowe, wynosi od 80% do 90%. Jest to znacznie lepszy wynik w porównaniu do akumulatorów kwasowo-ołowiowych (50%), jednak gorszy w porównaniu do LiFePO4.
Głębokość rozładowania baterii LFP wynosi aż 100%. Są to tzw. akumulatory do głębokiego rozładowania. Oznacza to, że można wykorzystać całą zgromadzoną w akumulatorze energię bez obaw o jego uszkodzenie.

Akumulatory pracują pod wysokim napięciem. Mogą osiągnąć wysoką temperaturę. Bezpieczeństwo baterii obejmuje zarówno wysoką stabilność termiczną, jak i chemiczną.

Baterie NMC posiadają stabilną chemię. Jednakże charakterystyczną cechą NMC jest to, że w jednym ogniwie zawarto paliwo i silny utleniacz. Z tego powodu niewłaściwa konstrukcja lub niepoprawne użytkowanie baterii mogą doprowadzić do jej zapalenia się lub wybuchu.

Baterie LFP mają stabilną chemię. Nie przegrzewają się, więc w ogóle nie trzeba martwić się o próg temperaturowy. Dodatkowo, z akumulatorów LFP nie wydziela się tlen. Odpada obawa o łatwopalność (nawet w wysokiej temperaturze).

Zarówno baterie LFP, jak i NMC mogą być rozładowywane w niskich temperaturach. Problem pojawia się w obliczu ładowania. Żadna z baterii nie może być ładowana w temperaturach poniżej zera.

Przewagą baterii LiFePO4 jest jej działanie w ciepłym środowisku. LFP nie nagrzewa się tak bardzo w trakcie pracy. W związku z tym nie trzeba intensywnie obniżać temperatury.

Warto nadmienić, że baterie litowo-jonowe są wyposażone w system zarządzania baterią (BMS). To on reguluje wszystkie istotne parametry baterii w celu zapewnienia jej optymalnej pracy. BMS może nawet ogrzewać baterię w niskich temperaturach, a tym samym zapewnić nieprzerwaną, stabilną pracę.

Stosowanie w baterii materiałów katodowych z kobaltu powoduje powstawanie toksycznych oparów przez cały okres eksploatacji, a nawet po jej utylizacji. Akumulartory LFP nie zawierają kobaltu. Dodatkowo, charakteryzują się dłuższą żywotnością, a to oznacza mniejszą liczbę wymian. Bateria LFP to najlepszy wybór dla osób, które poszukują rozwiązań ekologicznych.

Pod względem dostarczanego napięcia, NMC przewyższa LFP. Średnie napięcie wyjściowe baterii litowej NMC wynosi około 3,7V. Dla porównania baterie LiFePO4 to 3,2V. Wyższe napięcie sprawia, że baterie NMC lepiej nadają się do zastosowań wymagających dużej mocy wyjściowej, takich jak pojazdy elektryczne. Z kolei LiFePO4 jest dobrym wyborem do zastosowań, w których ważne jest stabilne dostarczanie energii. Świetnie sprawdzają się jako akumulatory przemysłowe.

Jak widać, baterie LFP mają wiele zalet. Jednak to, która bateria będzie lepsza dla Ciebie, nie jest oczywiste. Przed podjęciem decyzji pomyśl, jakie są Twoje potrzeby i oczekiwania.

W przypadku zastosowań, w których najważniejsza jest przestrzeń i mała waga, korzystniejsze są baterie NMC (ze względu na wysoką gęstość energii). Dlatego też to właśnie one mają szerokie zastosowanie w elektronice (w telefonach, laptopach itp.) i pojazdach elektrycznych (EV).

Akumulatory LFP są z kolei stosowane w systemach solarnych, przyczepach kempingowych, kamperach, łodziach. Ze względu na ich bezpieczeństwo użytkowania coraz częściej znajdują również zastosowanie w pojazdach elektrycznych. Stanowią najlepszy wybór w przypadku zastosowań, które wymagają:

• wysokiej wydajności,
• długiej żywotności,
• stabilności termicznej,
• wysokiego poziomu bezpieczeństwa.