LiFePO4 vs. NMC: Welche Akkuchemie passt zu Ihnen?

Tragbare Powerstations verwenden Lithium-Ionen-Akkus, aber nicht alle Lithium-Ionen-Akkus sind gleich. Die beiden Chemien, die Sie in Datenblättern finden, sind LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat, oft zu LFP abgekürzt) und NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid). Sie unterscheiden sich in Lebensdauer, Sicherheitsreserven, Gewicht und Verhalten bei Kälte. Dieser Ratgeber erklärt die Unterschiede in einfachen Worten, damit Sie entscheiden können, was für Ihre Nutzung zählt.

Die kurze Antwort

• LiFePO4 hält deutlich mehr Ladezyklen durch, verträgt Hitze und Fehlbehandlung besser und enthält weder Kobalt noch Nickel. Bei gleicher Kapazität ist es etwas schwerer. Die meisten aktuellen Powerstations verwenden es.
• NMC speichert mehr Energie pro Kilogramm, sodass die Zellen leichter und kompakter sind, und verhält sich bei Kälte etwas besser. Es ist typischerweise für weniger Zyklen ausgelegt.

Wenn Sie Ihre Powerstation häufig nutzen – für Notstrom zu Hause, Vanlife oder die tägliche Solarspeicherung –, ist LiFePO4 meist die langlebigere Wahl. Wenn es vor allem auf das Gewicht ankommt und Sie die Powerstation nur gelegentlich verwenden, kann NMC eine vernünftige Option sein.

Was die Namen bedeuten

Beides sind Lithium-Ionen-Akkus. Der Name bezieht sich auf das Material der positiven Elektrode (der Kathode):

• LiFePO4: Lithium-Eisenphosphat. Eisen und Phosphat sind reichlich vorhandene Materialien.
• NMC: eine Mischung aus Nickel-, Mangan- und Kobaltoxiden. Dieselbe Chemie-Familie wird wegen ihrer hohen Energiedichte häufig in Elektroautos und Laptops eingesetzt.

Die Chemie bestimmt viele Eigenschaften des Akkus, doch die Qualität der Zellen, das Batteriemanagementsystem (BMS) und die Gesamtkonstruktion sind ebenso wichtig.

Zyklenfestigkeit

Ein Zyklus ist eine vollständige Entladung und Wiederaufladung oder mehrere teilweise, die zusammen die volle Kapazität ergeben. Die Hersteller geben an, wie viele Zyklen ein Akku schafft, bevor seine Kapazität auf einen bestimmten Wert sinkt.

• LiFePO4: typischerweise für 3.000–6.000 Zyklen ausgelegt, bis die Kapazität auf 70–80 % des ursprünglichen Werts sinkt.
• NMC: typischerweise für 500–1.500 Zyklen bis auf etwa 80 % ausgelegt, je nach Zelltyp und Nutzung.

In der Praxis: Wenn Sie einmal täglich laden und entladen, hätte ein LiFePO4-Akku mit 3.000 Zyklen nach mehr als acht Jahren täglicher Nutzung noch den Großteil seiner Kapazität. Ein NMC-Akku mit 800 Zyklen erreicht denselben Punkt nach knapp über zwei Jahren. Bei gelegentlichen Campingausflügen halten beide viele Jahre durch, und die kalendarische Alterung (der langsame Kapazitätsverlust über die Zeit) wird zum wichtigeren Faktor.

Die Angaben hängen von Testbedingungen wie Temperatur, Laderate und Entladetiefe ab, vergleichen Sie sie daher mit Vorsicht.

Sicherheit

Beide Chemien sind in gut konstruierten Produkten mit einem guten BMS sicher, das Spannung, Strom und Temperatur überwacht und den Akku trennt, wenn etwas schiefgeht. Der Unterschied liegt in den Reserven:

• LiFePO4 ist chemisch stabiler. Es braucht im Allgemeinen deutlich höhere Temperaturen, bevor ein thermisches Durchgehen (eine unkontrollierte Erhitzungsreaktion) einsetzt, und setzt weniger Energie frei, falls es doch dazu kommt. Daher verzeiht es Hitze, Überladung und mechanische Beschädigung eher.
• NMC hat eine höhere Energiedichte, und bei einem Defekt kann mehr Energie schneller freigesetzt werden. Gute Zellqualität, Schutzschaltungen und Gehäusekonstruktion sind daher besonders wichtig.

Unabhängig von der Chemie gilt: Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers, verwenden Sie keinen beschädigten oder aufgeblähten Akku, halten Sie ihn von Wärmequellen fern und decken Sie die Lüftungsöffnungen nicht ab.

Gewicht und Größe

NMC-Zellen speichern mehr Energie pro Kilogramm und pro Liter als LiFePO4-Zellen. Auf Zellebene ist der Unterschied erheblich. In einer fertigen Powerstation kommen jedoch Gehäuse, Wechselrichter, Ladegerät und Elektronik hinzu, deren Gewicht bei beiden Chemien ähnlich ist, sodass der Unterschied im fertigen Produkt kleiner ausfällt, als die Zellwerte vermuten lassen.

Als Richtwert wiegen LiFePO4-Powerstations in unserem Sortiment bei 500 Wh etwa 5–7 kg und bei 1.000 Wh etwa 11–14 kg. Wenn Sie eine Powerstation zu Fuß tragen müssen, vergleichen Sie die tatsächlichen Gewichte auf den Produktseiten, zum Beispiel mit unserem Vergleichstool.

Kaltes Wetter

Kälte beeinträchtigt alle Lithium-Akkus:

• Laden unterhalb von etwa 0 °C kann Lithium-Ionen-Zellen beider Typen beschädigen. Die meisten Powerstations sperren das Laden bei niedrigen Temperaturen, sofern sie keine integrierte Akkuheizung haben.
• Entladen bei Kälte ist mit beiden Chemien möglich, aber die verfügbare Kapazität sinkt. NMC liefert bei niedrigen Temperaturen typischerweise etwas mehr seiner Kapazität als LiFePO4.

Wenn Sie Ihre Powerstation im Winter nutzen, bewahren Sie sie beim Laden in einem beheizten Fahrzeug oder in Innenräumen auf und prüfen Sie den Betriebstemperaturbereich in der Anleitung.

Spannungsverhalten und Akkuanzeige

LiFePO4 hat eine sehr flache Spannungskurve: Zwischen etwa 20 % und 90 % Ladung ändert sich die Spannung kaum. Das ist gut für die angeschlossenen Geräte, erschwert es der Elektronik aber, den Restladestand genau abzuschätzen. Viele Hersteller empfehlen daher, von Zeit zu Zeit auf 100 % zu laden, damit sich die Anzeige neu kalibrieren kann. NMC hat eine stärker abfallende Spannungskurve, was die Schätzung des Ladestands einfacher macht.

Kosten und Materialien

LiFePO4-Zellen kommen ohne Kobalt und Nickel aus, die teuer sind und aus wenigen Quellen stammen. In den vergangenen Jahren ist LiFePO4 zur vorherrschenden Chemie für stationäre Speicher und tragbare Powerstations geworden, auch weil seine lange Zyklenfestigkeit die Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde über die Lebensdauer des Akkus senkt. Der Preis einer fertigen Powerstation hängt jedoch von weit mehr Faktoren ab als von der Zellchemie: Wechselrichterleistung, Ladegeschwindigkeit, Solareingang, Konnektivität und Erweiterbarkeit.

Lagerung und Selbstentladung

Beide Chemien verlieren bei der Lagerung nur wenig Ladung. Für die Langzeitlagerung empfehlen die meisten Hersteller, den Akku teilgeladen zu halten (oft bei etwa 50–60 %), an einem kühlen, trockenen Ort zu lagern und alle paar Monate nachzuladen. Einige Powerstations sind dafür ausgelegt, für den Notstrombetrieb dauerhaft am Stromnetz zu bleiben; befolgen Sie die Empfehlung in der Anleitung.

Welche Chemie sollten Sie wählen?

Die meisten Powerstations in unserem Sortiment verwenden LiFePO4-Zellen, und der Akkutyp ist in den technischen Daten jedes Produkts angegeben. Auf unserer Seite Powerstations können Sie nach Akkutyp filtern.

Zusammenfassung

LiFePO4 bietet eine lange Zyklenfestigkeit und große Sicherheitsreserven, dafür etwas mehr Gewicht. NMC ist leichter und bei Kälte etwas besser, aber typischerweise für weniger Zyklen ausgelegt. Für die meisten Käufer, die ihre Powerstation regelmäßig nutzen, ist LiFePO4 die langlebigere Wahl. Um die benötigte Kapazität zu ermitteln, lesen Sie unseren Ratgeber So dimensionieren Sie eine tragbare Powerstation, und für die Nutzung im Freien finden Sie unseren Camping-Powerstation-Ratgeber.