Vergelijking van LFP / NMC-technologieën*
Lithium – IJzer – Fosfaat (LiFePO4): de chemie van de industriële en automobiele toekomst
De chemie LiFePO4 (LFP) voldoet bijzonder goed aan de behoeften van de industriële sector, dankzij een unieke combinatie van hoge veiligheid, lange levensduur en gematigde energie-eisen. Het is geschikt voor een breed scala aan toepassingen, variërend van automatisering, robotica, logistiek, bouw, landbouw, pleziervaart, tot elektrische voertuigen, luchthavenvoertuigen, luchtplatforms en speciale voertuigen.
Voorbeeldige veiligheid en stabiliteit
LFP-batterijen worden beschouwd als de veiligste en stabielste op de huidige markt. Verkrijgbaar in grootcapaciteitsformaten die geschikt zijn voor industriële behoeften, vermijden ze de vermenigvuldiging van kleine cellen parallel, wat de stabiliteit en veiligheid van het systeem kan compromitteren.
Opmerkelijke levensduur
Batterijen die LFP-chemie gebruiken, bieden levenscycli die meer dan 3.500 cycli overschrijden. Uitgerust met een efficiënt elektronisch beheersysteem (BMS), kunnen ze meer dan 4.000 cycli bereiken, met toekomstige vooruitzichten tot 6.000 cycli en meer.
Let op: een levenscyclus betekent niet dat de batterij aan het einde van deze periode onbruikbaar is. Zelfs na 3.500 cycli behoudt een batterij namelijk ongeveer 80% van zijn capaciteit, wat nog steeds vele secundaire toepassingen mogelijk maakt, met name in stationaire energieopslag.
Een belangrijk ecologisch voordeel: de afwezigheid van kobalt
In tegenstelling tot andere lithiumchemieën is de LFP-batterij vrij van kobalt, een giftig materiaal dat een zware impact op het milieu heeft. Deze eigenschap geeft het een aanzienlijk ecologisch voordeel, vooral omdat veel fabrikanten tegenwoordig proberen het gebruik van kobalt te verminderen.
Sterke vooruitgang in energiedichtheid
Enkele jaren geleden was de energiedichtheid van LFP-batterijen laag, ongeveer 100 Wh/kg, wat hun aantrekkingskracht beperkte. Vandaag is deze waarde bijna verdubbeld, tot 170 Wh/kg, wat een hernieuwde belangstelling heeft gewekt, vooral in de auto-industrie.
De vooruitzichten op middellange termijn voorspellen een dichtheid die kan oplopen tot 220 tot 230 Wh/kg, wat de LFP-chemie nog competitiever maakt.
Adoptie door de auto-industrie
Deze ontwikkeling verklaart waarom veel autofabrikanten de LFP-chemie opnieuw integreren in hun elektrische voertuigen.
Onder hen:
Tesla, dat al LFP gebruikt in zijn 'standaardreeks', waarbij veiligheid en beheersbare kosten voorop staan,
BYD,
Volkswagen,
en vele andere grote namen in de auto-industrie, die in de LFP-chemie een groot toekomstpotentieel zien.
Samenvattend
| Attribuut | Lithium-IJzer-Fosfaat (LFP) |
| Veiligheid | Zeer hoog |
| Stabiliteit | Zeer goed |
| Levensduur | > 3.500 cycli, tot 6.000 verwacht |
| Restcapaciteit einde levensduur | ~ 80 % |
| Afwezigheid van kobalt | Ja |
| Energiedichtheid | 170 Wh/kg vandaag, 220-230 Wh/kg in de toekomst |
| Belangrijkste toepassingen | Industrie, robotica, elektrische voertuigen, opslag |
De LFP in enkele cijfers:
Nominale spanning: 3,2 V
Energiedichtheid: 177 Wh/kg
Volumedichtheid: 384 Wh/l
Volledige levenscycli: > 4.000
Ontlaadsnelheid: 1C tot 3C (oftewel 1 tot 3 keer de nominale capaciteit)
+ Robuustheid, Veiligheid, Cycli
-Massa
Nikkel – Mangaan – Kobalt (LiNixMnyCozO2): de dominante chemie in de auto-industrie
De chemie NMC blijft vandaag de dag het meest gebruikt in de auto-industrie, dankzij de hoge energiedichtheid, die het mogelijk maakt om een grote hoeveelheid energie op te slaan met een gereduceerd gewicht en volume. Deze eigenschap is essentieel om de actieradius van elektrische voertuigen te maximaliseren.
Belangrijkste kenmerken
Specifieke energie: 220 – 240 Wh/kg, hoger dan die van andere lithiumchemieën.
Levenscycli: ongeveer 1.000 cycli onder goede laad/ontlaadomstandigheden.
Kosten: ongeveer 20% hoger dan LFP, voornamelijk vanwege de aanwezigheid van kobalt.
Varianten van de NMC-chemie
De NMC-nomenclatuur geeft het percentage Nikkel, Mangaan en Kobalt in de kathode aan:
| Type | Samenstelling (%) | Belangrijkste kenmerk |
| NMC 111 | Ni 33,3 – Mn 33,3 – Co 33,3 | Oude versie, minder gebruikt |
| NMC 622 | Ni 60 – Mn 20 – Co 20 | Huidige gangbare versie |
| NMC 811 | Ni 80 – Mn 10 – Co 10 | Recente versie, hoge energiedichtheid en lagere kosten |
De NMC 811, met een hoog nikkelgehalte en laag kobaltgehalte, maakt het mogelijk om de specifieke energie te verhogen terwijl de kosten worden verlaagd.
De evolutie van de NMC-chemie is gericht op het verminderen van kobalt, een duur en moeilijk te winnen element, terwijl de stabiliteit en levensduur van het systeem behouden blijven.
Innovatievooruitzichten
Sommige bedrijven ontwikkelen al NMX-cellen, volledig vrij van kobalt, wat de weg opent naar goedkopere en milieuvriendelijkere batterijen zonder in te boeten op prestaties.
Samenvattend:
| Criterium | LiFePO4 (LFP) | LiNMC (NMC) |
| Nominale celspanning | 3,2 V | 3,6 – 3,7 V |
| Energiedichtheid (Wh/kg) | 170 – 177 Wh/kg | 220 – 240 Wh/kg |
| Volumedichtheid (Wh/l) | 384 Wh/l | 600 – 650 Wh/l (variabel afhankelijk van type) |
| Levenscycli | 3.500 – 4.000 cycli (tot 6.000 verwacht met BMS) | ~1.000 cycli |
| Aanbevolen ontlaaddiepte (DoD) | 70 – 90 % | 80 % |
| Ontlaadsnelheid | 1C tot 3C | 1C tot 2C |
| Veiligheid | Zeer hoog, stabiele en niet-ontvlambare chemie | Minder stabiel dan LFP, vereist strikte BMS-bescherming |
| Kobalt | Geen | Aanwezig (geleidelijke vermindering afhankelijk van type: NMC 111, 622, 811) |
| Relatieve kosten | Lager | ~20% duurder dan LFP |
| Typische toepassingen | Industrie, robotica, stationaire opslag, standaard elektrische voertuigen | Automobiel, high-performance voertuigen, toepassingen die hoge energiedichtheid vereisen |
| Belangrijkste voordelen | Lange levensduur, veiligheid, hoge restcapaciteit, lagere kosten, afwezigheid van kobalt | Hoge energiedichtheid, laag gewicht en volume, maximale voertuigautonomie |
| Nadelen | Lagere energiedichtheid dan NMC, beperkte oplading onder 0°C | Kortere levensduur, hogere kosten, aanwezigheid van kobalt, minder veiligheid |
*: De technische informatie in dit artikel wordt ter indicatie verstrekt. Ze vervangen niet de officiële handleidingen van de fabrikanten. Raadpleeg voor installatie, hantering of gebruik de productdocumentatie en volg de veiligheidsinstructies. De site Torque.works kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor onjuist gebruik of verkeerde interpretatie van de verstrekte informatie.