AGM- oder Lithiumbatterie: Ein praxisnaher Vergleich für Käufer

Eine Angabe von 100 Ah bedeutet nicht, dass eine AGM-Batterie und eine Lithiumbatterie dieselbe nutzbare Energie oder Lebensdauer liefern. Käufer, die nur den Anschaffungspreis und die Nennkapazität vergleichen, können ein System zu klein auslegen, Batterien früher als erwartet ersetzen müssen oder feststellen, dass Ladegerät und BMS nicht kompatibel sind.

## Kapazität und nutzbare Energie AGM-Batterien sind Blei-Säure-Batterien mit Separatoren aus absorbierendem Glasfaservlies. Lithiumvarianten für viele Anwendungen mit Tiefentladung verwenden die LiFePO4-Chemie. Die Nennkapazität wird üblicherweise in Amperestunden angegeben. Die nutzbare Energie hängt jedoch von der Spannung, der zulässigen Entladetiefe (DoD), der Last, der Temperatur und den Herstellergrenzwerten ab. Vergleichen Sie neben den Amperestunden auch die Wattstunden bei der Systemspannung.

Als Planungsbeispiel speichert eine LiFePO4-Batterie mit 12,8 V und 100 Ah nominal etwa 1,28 kWh; eine gleichwertige AGM-Batterie mit 12 V und 100 Ah speichert nominal etwa 1,2 kWh. Wenn die Auslegung die Entladung von AGM auf 50 % DoD begrenzt und bei LiFePO4 80 % DoD zulässt, beträgt die ungefähre nutzbare Energie 0,6 kWh für AGM und 1,02 kWh für LiFePO4. Dies sind illustrative Annahmen, keine garantierten Werte; prüfen Sie die Entladekurven des Lieferanten und die Systemgrenzen.

Bei einer Hütte, einem Boot oder einer Notstromlast kann dieser Unterschied die benötigte Batterieanzahl verändern. In einem Bereitschaftssystem wird die Batterie durch die Last jedoch möglicherweise nur selten tief entladen, sodass die geringeren Anschaffungskosten von AGM weiterhin attraktiv sein können. Dimensionieren Sie das System nach dem tatsächlichen Lastprofil und nicht nach einer pauschalen Regel für eine bestimmte Chemie.

## Lebensdauer und Gesamtkosten Die Zyklenlebensdauer ist nur aussagekräftig, wenn die Prüfbedingungen angegeben sind. Fragen Sie nach der Zyklenzahl bei einer festgelegten DoD, Temperatur und Entladerate sowie nach dem Kapazitätsschwellenwert am Lebensende. LiFePO4-Produkte weisen häufig höhere Angaben zur Zyklenlebensdauer auf als AGM-Produkte für Tiefentladung. Ein Vergleich ist jedoch nicht aussagekräftig, wenn der eine Wert auf flachen und der andere auf tiefen Zyklen beruht.

Ein sinnvoller Kostenvergleich sind die Kosten pro abgegebener Kilowattstunde über den erwarteten Nutzungszeitraum. Berücksichtigen Sie den Batteriepreis, Arbeitskosten für den Austausch, Ausfallzeiten, Ladeverluste, nutzbare Kapazität sowie Anforderungen an Gehäuse und Überwachung. Eine Lithiumbatterie kann anfangs teurer sein und dennoch in häufig zyklischen Solarstromspeichern oder Antriebsanwendungen die Zahl der Austauschvorgänge verringern. Bei selten genutzter Notstromversorgung gleichen die zusätzliche Kapazität und Zyklenlebensdauer den Aufpreis möglicherweise nicht aus.

## Laden, Leistung und Betriebsbedingungen AGM- und LiFePO4-Batterien erfordern unterschiedliche Ladeeinstellungen. AGM-Ladeprofile umfassen üblicherweise Absorptions- und Erhaltungsladephasen, während beim Laden von LiFePO4 die vom Packhersteller festgelegten Spannungs- und Stromgrenzen einzuhalten sind. Vergewissern Sie sich, dass Ladegerät, Wechselrichter, Lichtmaschinenregler oder Solarladeregler die gewählte Chemie unterstützen. Gehen Sie nicht davon aus, dass ein Blei-Säure-Ladeprofil für jedes Lithium-Pack geeignet ist.

Vergleichen Sie die Angaben für Dauer- und Spitzenentladung in C-Rate. Ein Pack mit 100 Ah und einer Dauerentladungsrate von 1C ist dafür ausgelegt, unter den angegebenen Bedingungen bis zu 100 A bereitzustellen; das BMS kann einen niedrigeren Grenzwert oder eine zeitlich begrenzte Spitzenstromgrenze vorgeben. Prüfen Sie den Anlaufstrom der Last, die Dimensionierung von Kabeln und Sicherungen sowie die Einschränkungen beim Laden des Packs bei niedrigen Temperaturen. Auch die Leistung von AGM ändert sich mit Temperatur und Entladerate. Verwenden Sie deshalb die Herstellerdaten für die vorgesehenen Bedingungen.

- Stimmen Sie Nennspannung und Betriebsspannungsbereich auf die Geräte ab.

- Prüfen Sie, ob Dauerstrom, Spitzenstrom und Spitzendauer zur Last passen.

- Prüfen Sie die Ladegerätkompatibilität, Tieftemperaturgrenzen und Installationsanforderungen.

- Prüfen Sie die SOC- und SOH-Überwachung: Klären Sie, wie jede Batterie den Ladezustand meldet und wie die Restkapazität ermittelt wird.

Ein realistischer Vergleich in Prosa: Bei einem Tiefentladungssystem der 12-V-Klasse mit 100 Ah liefert AGM nominal etwa 1,2 kWh und bei einer angenommenen DoD von 50 % rund 0,6 kWh nutzbar; LiFePO4 liefert nominal etwa 1,28 kWh und bei einer angenommenen DoD von 80 % rund 1,02 kWh nutzbar. AGM hat meist geringere Anschaffungskosten und benötigt kein lithiumspezifisches BMS, während LiFePO4 unter geeigneten Bedingungen häufig mehr nutzbare Energie pro Nenn-Amperestunde und eine längere Zyklenlebensdauer bietet. Tatsächliches Gewicht, Ladezeit, Zyklenlebensdauer und abgegebene Energie hängen vom Modell und Betriebsprofil ab. Fordern Sie vor der Entscheidung vergleichbare Prüfdaten an.

## Sicherheit, Konformität und Beschaffung Ein Lithium-Pack benötigt ein Batteriemanagementsystem (BMS), das auf Zellgrenzen, Strom, Temperatur und Systemsteuerung abgestimmt ist. Fragen Sie, wie es auf Fehler durch Überspannung, Unterspannung, Überstrom und Temperatur reagiert und wie das Pack mit Ladegerät oder Zielgerät zusammenarbeitet. AGM benötigt kein lithiumspezifisches BMS, erfordert aber weiterhin einen geeigneten Überstromschutz, eine für Produkt und Installation angemessene Belüftung sowie ein gemäß den Spezifikationen konfiguriertes Ladesystem.

Fordern Sie für Lithiumtransporte die jeweils erforderlichen UN38.3-Prüfunterlagen an und bestätigen Sie die Versandkonfiguration. Prüfen Sie bei industriellen oder stationären Anwendungen, ob IEC 62619 oder UL 1973 für Produkt und Markt gilt. Diese Normen sind nicht austauschbar und ersetzen keine anwendungsspezifischen Zulassungsanforderungen. Vergewissern Sie sich, dass Zertifikate und Prüfberichte für das genaue Batteriemodell gelten und nicht nur für die Zellfamilie.

Bei der Beschaffung sollten außerdem Garantiebedingungen, voraussichtliche Lieferzeit, MOQ, Grenzen der kundenspezifischen Anpassung und Serviceunterstützung festgelegt werden. Geben Sie bei einer OEM/ODM-Entwicklung vor der Angebotsanfrage das Lastprofil, die Spannung, den Spitzenstrom, die Umgebungstemperatur, die Ladequellen, die Platzverhältnisse für das Gehäuse und die gewünschte Laufzeit an. Newbeebattery kann als Partner für kundenspezifische OEM/ODM-Packs dienen, wenn eine Standardbatterie diese Anforderungen nicht erfüllt.

## Fazit AGM kann für kostengünstige Bereitschaftsanwendungen mit wenigen Zyklen die praktische Wahl sein. LiFePO4 eignet sich oft besser, wenn nutzbare Kapazität, häufige Zyklen, Gewicht oder Wartungsintervalle ausschlaggebend sind. Vergleichen Sie die validierte Leistung bei vorgesehener DoD, C-Rate, Temperatur und den Ladebedingungen und berechnen Sie anschließend die Gesamtkosten über die Lebensdauer für die konkrete Anwendung.