LiFePO4- (Lithium-Eisenphosphat) Batterie richtig laden
LifePO4 Batterie richtig Laden – Alle Infos für die maximale Leistung und Lebensdauer deines LifePo4 Akkus. Die richtige Ladung deiner LiFePO4-Batterie ist entscheidend, wenn du die maximale Kapazität und Lebensdauer aus ihr herausholen möchtest. Denn nur bei einer korrekt abgestimmten Ladekurve kannst du sicherstellen, dass deine LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat) Batterie zuverlässig und langlebig bleibt.
Alle Infos zur richtigen Ladung von LifePo4 Batterien
LiFePO4-Batterien zeichnen sich durch ihre hohe Zyklen Festigkeit und Stabilität aus. Auf Dauer aber auch nur, wenn sie korrekt aufgeladen und Entladen werden. Dazu gehört vor allem die Verwendung eines passenden Ladegeräts mit der richtigen Ladespannung und einer auf LiFePO4 abgestimmten Ladekurve.
Denn Über- oder Unterspannung kann auf Dauer die Zellen schädigen und die Kapazität erheblich reduzieren. Wer also die beste Leistung und Lebensdauer aus seiner LiFePO4-Batterie herausholen möchte, sollte die Zusammenhänge zwischen Zellspannung, Gesamtladespannung und Entladetiefe verstehen.
Die meisten LiFePO4-Batterien besitzen meist ein integriertes BMS, das vor Über- und Unterspannung, Kurzschluss und Überlast schützt. Dennoch sollte man sich nicht allein darauf verlassen. Wer die empfohlenen Spannungs- und Ladeparameter einhält, entlastet das BMS und erhöht somit die Lebensdauer der Batterie.
Die Ladespannung und Ladekurve der LiFePO4-Batterie 📈
Ein 12V LiFePO4-Akku besteht in der Regel aus 4 in Reihe geschalteten Zellen. Dabei hat jede Zelle meist eine Nennspannung von etwa 3,2V. Daraus ergibt sich auch der Name weil Hersteller meist die Mittelspannung verwenden: LiFePO4 12.8V
Die typische LiFePO4 Zellspannung bei 12V-Systemen liegt dabei zwischen ca. 11,5V (leer) und 14,4V bzw. 14,6V (vollgeladen). Die Spannung verläuft jedoch nicht linear zur Kapazität – hier kommt die Ladekurve ins Spiel.
Beim aufladen sollte die Spannung pro Zelle nicht über 3,65V steigen, was einer Gesamtladespannung von 14,6V – bei den meisten 12V-Batterien entspricht. Wir Empfehlen hier als Mittelmaß für maximale Lebensdauer Ladeschlussspannung ca. 14.4Volt
Auch der Ladestrom spielt dabei eine wichtige Rolle, denn dieser sollte die Maximal Zugelassene Stromstärke (in Ampere) nicht übersteigen, bei einer 12.8V 100Ah Batterie liegt dieser Beispielsweise bei 100-Ampere. Der Ladestrom ist dabei meist parallel zur Ah Zahl (100Ah – 100A Charge / 140Ah – 140A Charge) gehalten, es kommt aber immer auf den Hersteller und Batterietyp an, hier sollte immer im Datenblatt zur Batterie nachgeschaut werden.
LifePO4 Batterie Laden mit Solarladeregler ☀️
Moderne Solarladeregler – wie zum Beispiel der Victron MPPT Laderegler oder Votronic MPP, bieten spezielle vor eingestellte Ladealgorithmen für LiFePO4-Batterien. Es ist wichtig diesen Algorithmus im Regler einzustellen um eine Überladung der Batterie zu vermeiden und die richtige Ladekennlinie zur Verfügung zu stellen. Achtung – Bleibatterien brauchen eine andere Ladekurve, und auch die Ausgleichsspannung sollte bei LiFePO4 Batterien unbedingt Deaktiviert werden!
Besonders die Absorptionsspannung darf nicht überschritten werden – in der Regel liegt sie bei etwa 14,2V bis 14,6V, aber jeder Hersteller hat eigene Vorgaben zur Batterieladung, die aufjedenfall beachtet werden müssen.
Die Absorptionszeit sollte hierbei (wenn möglich) auf Adaptiv eingestellt sein, sowie auf Maximale Konstantspannungsdauer von 1 Stunde – somit wird die Batterie Vollständig aufgeladen und das BMS hat genügend Zeit die einzelnen Zellen alle abzugleichen und auszubalancieren.
Die Re-Bulk Spannung sollte bei einer 12.8V Lithium-Batterie auf ca. 13.20Volt eingestellt sein, hierbei ist wichtig zu beachten das bei erreichen dieser Spannung ein neuer Bulk-Ladevorgang gestartet wird. Das heißt es wird ein neuer Zyklus ausgelöst der die Batterie Vollständig auflädt.
Als Erhaltungsspannung (Float-Spannung) ist bei 12Volt-Systemen eine Einstellung von ca. 13.6Volt meist Optimal. Dadurch wird der Laderegler versuchen die Spannung konstant zu halten, und mit der Solarenergie auszugleichen, sodass die Spannung bei diesem Wert bleibt – und das ohne die Batterie dabei übermäßig zu belasten.
Für die meisten LiFePO4-Batterien sind die im Laderegler vorhanden LiFePO4 Einstellungen ausreichend um eine Optimale Ladung des Akkus zu gewährleisten. Trotzdem sollte man hier nochmal ein Blick auf das Datenblatt der Batterie werfen, um sicher zu stellen das die Ladespannung- und auch die Float-Spannung perfekt zum Batterietyp passen.
Beispiel Victron MPPT Laderegler
Beispiel Voctronic MPPT Laderegler
LifePO4 Batterie Laden mit Ladegerät (DC-Netzteil/Ladebooster) 🔌
Wichtig ist beim Laden mit einem Ladegerät oder Netzteil, das die Spannungskurve speziell auf LiFePO4 Batterien abgestimmt ist – dieser Batterietyp benötigt nämlich das: CC/CV-Ladeprofil (Constant Current / Constant Voltage).
Zudem sollte die Spannung des Ladegerätes begrenzt sein, und niemals über 14,6Volt (bei einem 12V-System) hinaus gehen, auch sollte das Netzteil nur soviel Strom liefern wie vom BMS (Batterie-Management-System) verarbeitet werden kann.
Muss die LiFePO4 Batterie immer Vollständig geladen werden 🔋
Grundsätzlich nein – denn LifePO4 Batterien haben im Gegensatz zu herkömmlichen Bleisäure Batterien den Vorteil das Sie nicht „immer“ Vollständig geladen werden müssen. Die Spannung kann hierbei abgegeben und wieder aufgeladen werden ohne das eine Sulfatierung (bei Bleibatterien) stattfindet.
Aber trotzdem sollte die Batterie mindestens alle paar Tage Vollständig aufgeladen werden damit das BMS, die Zellen Balancieren und somit den korrekte Ladestand jeder einzelnen Zelle im Paket sicherstellen kann.
Die richtige Entladung des LiFePO4 Akkus 💡
Die LiFePO4-Spannungskurve ist bekannt für ihren relativ flachen Spannungsabfall: Über einen Großteil der Entladung bleibt die Spannung nahezu konstant – meist zwischen 13,25V und 12.5V – bevor sie am unteren Ende plötzlich stark abfällt. Hier ist es wichtig, nicht nur auf die Spannung, sondern auch auf den Ladezustand (State of Charge) SoC zu achten.
Viele Batterie Hersteller sagen zudem auch das die Spannung direkt am Pol und ohne Last gemessen werden sollte, um eine korrekte Abschaltung bei Unterspannung sicherzustellen.
Wieviel Strom (Ampere) kann man Entnehmen
Wieviel Strom in Ampere oder Watt man aus der Batterie entnehmen kann Entscheidet meist das BMS. Die Batteriehersteller geben dazu aber meist auch genau Angaben im Datenblatt der Batterie mit, man sollte natürlich darauf achten den Maximalen Entladestrom nicht zu Überschreiten. Viele BMS-Systeme lassen kurzzeitig aber auch mehr Strom zu (Anlaufstrom) – das geht aber auch immer aus dem Datenblatt hervor.
Kann man eine LiFePO4 laden und entladen gleichzeitig
Ja – LiFePO4 Batterien können gleichzeitig geladen und entladen werden. Dazu muss man aber beachten das sich die Zyklenzahl dadurch auch erhöht weil der Ladezustand (SoC) dabei häufig hin und her schwankt. Zudem wird ab einer Gewissen Spannung auch ein neuer Re-Bulk Prozess ausgelöst der die Zyklenanzahl nochmal erhöht. Im Optimalfall Sollte der Akku also Geladen, und dann Entladen werden, um eine Maximale Lebensdauer zu gewährleisten. Im Notfall (bei PV-Strom Überschuss zum Beispiel) kann aber auch gleichzeitig Geladen und Entladen werden, was aber auf Dauer einen negativen Einfluss auf die Haltbarkeit der Batterie haben wird.
Bis wieviel Volt man die Batterie entladen kann
Für eine maximale Lebensdauer empfiehlt es sich, die Batterie nicht komplett zu entladen. Eine Entladetiefe von etwa 80 % gilt als optimal – das entspricht bei einem 12V-System etwa 12,0V Gesamtspannung. Wer regelmäßig tiefer entlädt, riskiert auf Dauer eine schnellere Alterung der Zellen.
Fazit: das richtige Laden von LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat) Batterien
Beim Laden von LiFePO4-Batterien muss man also auf die passende Ladespannungen, einen geeigneten Ladealgorithmus und Maximale Absorptionszeit der Batterie achten um die Maximale Leistung und Lebensdauer zu erreichen. Außerdem sollte man sich nicht immer vollständig auf das BMS-System verlassen und trotzdem immer die richtigen Ladeparameter einhalten und die Leistung und Lebensdauer des Akkus zu maximieren.
Es ist aber auch Sinvoll vorher einen Batterierechner zu Verwenden um die Größe der Batterie (in Ah oder Wh) zu bestimmen. Denn eine zu große LifePO4 Batterie kann mit einer Entsprechenden PV-Solaranlage nicht Vollständig aufgeladen werden, und eine zu kleine Batterie würde sich bei der Nutzung zu schnell Entladen.
Lithium-Eisenphosphat Batterie richtig laden und entladen
12Volt LiFePO4 Batterien sollten bis zu einer Spannung von ca. 14.2 Volt geladen werden, dabei sollte die Stromstärke in Ampere nicht die Maximale BMS Leistung überschreiten, und die Absorptionsdauer auf Adaptiv bzw. 1 Stunde eingestellt werden, der Re-Bulk Prozess sollte bei ca. 13.20Volt starten.
Bei der Entladung Empfiehlt es sich den LifePO4 Akku nicht mehr als auf 20% Restkapazität zu Entladen (das sind ca. 12.0Volt bei einer 12.8Volt Lithium Batterie) und die maximale Lebensdauer zu gewährleisten, auch sollte die Stromentnahme nicht größer als die vom BMS (im Datenblatt) zugelassenen Watt-zahl sein.
Häufige Fragen zum Thema LifePO4 Akku Laden:
Jaein – es kommt darauf an ob das Ladegerät eine CC/CV Kennlinie zu Verfügung stellen kann. Ein Normales KFZ-Ladegerät hat meist keine entsprechende Kennlinie für eine Lithium Batterie und kann den Akku somit Beschädigen. Auch muss das Ladegerät unbedingt eine Strombegrenzung haben, um nicht über die Maximale Spannung hinaus zu gehen.
Mit Wieviel Ampere man die LiFePo4 Batterie laden kann, hängt immer vom BMS und Batterietyp ab. Meist ist der Ladestrom in Ampere parallel zur Kapazität gehalten. Das wären bei 100Ah – ca. 100-Ampere. Hier sollte aber Unbedingt auf die Angaben vom Batterie Datenblatt geachtet werden.
Es gibt die Möglichkeit Lifepo4 Batterien per Solaranlage, per Landstrom, aber auch über die Lichtmaschine im Auto oder Wohnmobil mit einem Ladebooster, als auch per Netzteil aufzuladen, wichtig hierbei ist aber immer die richtige Kennlinie (CC/CV) und ein begrenzter Ladestrom. Die Meisten Batterien haben aber ein BMS-System was bei zu Hoher Spannung abschaltet.
Lithium-Eisenphosphat-Batterien können auch bei Minusgraden geladen werden, aber nur wenn der Ladestrom reduziert oder die Batterie durch eine Integrierte Heizung aufgewärmt wird. Es gibt Lifepo4 Batterien die Speziell dafür Entwickelt wurden um auch bei Niedrigen Temperaturen Optimal geladen und Entladen werden zu können. Diese sind aber meist etwas Teurer und Speziell gekennzeichnet. Eine Normale Lifepo4 Batterie sollte man möglichst nicht bei Minusgraden aufladen um Schäden an den Zellen zu vermeiden. Der ideale Temperaturbereich für das Laden von LiFePO4-Akkus liegt zwischen 0°C und 50°C. Bei Temperaturen unter 0°C bis -10° sollte der Ladestrom nur noch 0.1C bzw. 0.05C betragen. Dazu nimmt die Leistung bei Kälte Extrem ab, und auch das BMS kann bei minusgraden meist nicht mehr zuverlässig arbeiten.
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