Porównanie akumulatorów AGM, LiFePO4 i Na-Ion

Porównujemy akumulatory wykonanych w różnych technologiach

Akumulatory sodowo-jonowe – przyszłość magazynowania energii? Porównanie z Lifepo4, AGM i AGM Carbon

Aktualizacja: 14.05.2025

Akumulatory LiFePO4, AGM, AGM Carbon czy Na-Ion – rynkowy wybór rozwiązań wykonanych w różnych technologiach akumulatorowych jest bardzo duży, co może być przyczyną wielu wątpliwości przy wyborze konkretnego produktu. Aby móc podjąć właściwą decyzję, warto rozumieć przeznaczenie oraz plusy i minusy każdego rozważanego rodzaju akumulatora. Jeśli chcecie poszerzyć swoją wiedzę na temat sodowo-jonowych baterii oraz tego, jak wypadają na tle innych popularnych typów akumulatorów, niniejszy artykuł pomoże Wam tego dokonać.

Znajdziecie w nim praktyczne informacje dotyczące sodowo-jonowych akumulatorów wraz z porównaniem tego rodzaju rozwiązań z innymi technologiami akumulatorowymi. Mam nadzieję, że lektura tego wpisu pomoże Wam ocenić, czy w Waszym przypadku lepiej sprawdzi się produkt oparty o określane jako LiFePO4 ogniwa, solidny AGM, nowoczesny akumulator AGM Carbon, czy też główny bohater tekstu – akumulator Na-Ion.

Akumulatory sodowo-jonowe – przyszłość magazynowania energii? Porównanie z LiFePO4, AGM i AGM Carbon

Udało się, pozyskaliśmy akumulator od Pana Sławomira z kanału Panele Fotowoltaiczne (Youtube), aby go przetestować. Zanim jednak przedstawię wyniki testów i porównam sodowo-jonowy akumulator (możecie spotkać się także z określeniami: Na-Ion, Naion lub Na+) z rozwiązaniami LiFePO4 i AGM, poświęcę nieco miejsca na kilka słów wstępu i informacji o technologii.

Świat technologii akumulatorowej stale się rozwija, a na horyzoncie pojawia się coraz więcej alternatyw dla popularnych akumulatorów litowo-jonowych. Jedną z nich są sodowo-jonowe baterie, które zyskują coraz większą uwagę m.in. ze względu na:

• dostępność surowców,
• potencjalne korzyści ekonomiczne,
• zrównoważony charakter.

Czy jednak sodowo-jonowe akumulatory mogą stać się konkurencją dla LiFePO4, AGM i Carbon w zastosowaniach takich jak praca cykliczna w fotowoltaice, kamperach, przyczepach czy systemach off-grid?

Akumulator LiFePO4 – co to jest?

Aby zbliżyć się do odpowiedzi na wcześniej postawione pytanie o konkurencyjność akumulatora zbudowanego z określanych mianem Na-Ion ogniw względem m.in. akumulatora LiFePO4, warto poznać lepiej charakterystykę rozwiązania LFP.

Akumulatory LiFePO4 (baterie LiFePO4) to inaczej akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe. W przypadku takiego standardowego akumulatora 12V mamy do czynienia z czterema ogniwami litowo-żelazowo-fosforanowymi połączonymi szeregowo, z których każde pracuje na napięciu 3,2V, co daje łącznie 12,8V. Charakterystycznym elementem tego typu rozwiązania jest elektroniczny system zarządzania akumulatorem BMS. Sprawuje on kontrolę nad temperaturą akumulatora, a także nad procesami ładowania i rozładowywania. Zastosowanie systemu zarządzania baterią BMS pozwala m.in. poprawić bezpieczeństwo i zapewnić dłuższą żywotność akumulatora.

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy może być zastosowany na różne sposoby, np. w instalacjach fotowoltaicznych czy pojazdach elektrycznych. Określana jako LiFePO4 bateria może być wykorzystywana z powodzeniem również m.in. do pracy cyklicznej na działce. Co przemawia za tym, by zdecydować się na to rozwiązanie? Przyjrzyjmy się temu, jakie są charakteryzujące akumulator złożony z ogniw LiFePO4 zalety i wady.

Duża żywotność akumulatora LiFePO4 i inne zalety tego rozwiązania

Jakie są najistotniejsze plusy wyróżniające, nazywane w uproszczeniu LFP lub LiFePO4, akumulatory?

• Niska waga – w przypadku akumulatora LiFePO4 o pojemności 100Ah mamy do czynienia z urządzeniem posiadającym masę między ok. 10 a 12 kg. To świetny wynik – oznacza on ponad połowę mniej kilogramów niż osiągają najtańsze wykonane w technologii AGM baterie i nawet ponad trzykrotnie mniej niż bardzo dobry akumulator AGM. Czyni to baterię LiFePO4 wygodniejszą w transporcie i co za tym idzie świetnie nadającą się np. do kampera.
• Wysokie napięcie nominalne – w przypadku akumulatora wyposażonego w ogniwa LiFePO4 wynosi ono 12,8V. W trakcie rozładowywania utrzymuje napięcie powyżej 12V (bardzo długo w granicach 13-13,3V), co jest istotne w kontekście np. korzystania z przetwornicy, której pełną moc uzyskuje się głównie przy napięciu wyższym niż 12V.
• Możliwość ładowania dużym prądem – LiFePO4 to akumulatory, które można ładować większym prądem niż w przypadku analogicznych akumulatorów kwasowo-ołowiowych AGM lub GEL. Chcąc poprawnie użytkować baterię LiFePO4, należy jednak najpierw zapoznać się z jej specyfikacją, by nie ładować (lub rozładowywać) akumulatora zbyt dużym prądem. Może to bowiem spowodować np. uszkodzenie systemu BMS lub obniżenie trwałości ogniw LiFePO4.
• Duża żywotność – dobry akumulator LiFePO4, wykorzystywany np. w łodzi lub kamperze, może niezawodnie służyć użytkownikowi nawet od 15 do 20 lat.
• Innymi zaletami akumulatorów LiFePO4 są także m.in. niski poziom samorozładowania, lepsze niż w przypadku AGM i GEL przystosowanie do pracy w ujemnych temperaturach, duża ilość cykli ładowania i rozładowania, wysokie bezpieczeństwo użytkowania czy brak efektu pamięci.

Jakie wady mają akumulatory LiFePO4?

Minusami akumulatorów zbudowanych z ogniw LiFePO4 są m.in.:

• brak możliwości rozładowania dużym prądem, co jest spowodowane ograniczeniem w postaci zastosowanego systemu BMS,
• brak możliwości ładowania w sytuacjach, gdy temperatura akumulatorów LiFePO4 spadła poniżej zera – ten problem nie występuje w przypadku, gdy mamy do czynienia z bateriami LiFePO4 wyposażonymi w maty grzewcze.

Czym są akumulatory AGM?

Kolejną kategorią rozwiązań, do której będziemy porównywać akumulatory posiadające sodowo-jonowe ogniwa, są baterie AGM. Ich nazwa pochodzi od anglojęzycznego określenia technologii, w której są wykonane – Absorbent Glass Mat. Akumulatory AGM są szczelnymi, bezobsługowymi akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, których elektrody oddzielono absorpcyjnymi matami z włókna szklanego. Zadaniem tych mat jest wchłanianie elektrolitu.

Technologia AGM zapewnia wykonanym w niej akumulatorom wiele atutów.

• Zastosowanie mat absorpcyjnych minimalizuje ryzyko wycieku kwasu w sytuacji uszkodzenia obudowy. W efekcie akumulatory AGM można transportować zarówno w pozycji poziomej, jak i pionowej.
• Dobrej jakości akumulatory AGM wyróżnia wysoka trwałość i niski poziom samorozładowania.
• Istotnym argumentem przemawiającym na korzyść baterii AGM jest ich wysoka odporność na wibracje i wstrząsy. Jest ona jednym z ważnych powodów, dla których tego typu rozwiązania użytkuje się w zastosowaniach mobilnych, np. na łodziach. Warto dodać, że akumulatory AGM świetnie sprawdzają się również w przypadku różnorodnych systemów zasilania awaryjnego UPS.

Wśród wartych uwagi minusów akumulatorów AGM należy natomiast wyróżnić m.in. to, że są cięższe w porównaniu do analogicznych baterii LiFePO4 i źle znoszą głębokie rozładowanie.

Grupą rozwiązań, które również mogą wziąć pod uwagę osoby poszukujące odpowiedniego urządzenia m.in. do pracy cyklicznej, są akumulatory AGM Carbon. To baterie AGM z dodatkiem węgla (akumulatory ołowiowo-węglowe), który wpływa na to, że takie modele mogą wytrzymać większą liczbę cykli rozładowania w porównaniu ze standardowymi akumulatorami AGM. Często wskazuje się również na ich dobrą wydajność w wyższych temperaturach. Przykładem rozwiązania AGM Carbon jest akumulator AGM 12V 110Ah MWC MW Power, któremu poświęciłem następujący wpis: Akumulator węglowy - Idealny akumulator do pracy cyklicznej?.

Akumulatory sodowo-jonowe – czym się wyróżniają?

Technologia akumulatorów sodowo-jonowych bazuje na sodzie (Na) zamiast litu, co oznacza, że ich produkcja może być tańsza i bardziej ekologiczna. Sód jest znacznie bardziej dostępny niż lit, co przekłada się na niższy koszt materiałów.

Co jeszcze sprawia, że określane jako Na-Ion baterie zwracają uwagę inwestorów? Akumulatory Na-Ion oferują dobrą żywotność i stabilność, chociaż ich gęstość energetyczna wciąż ustępuje litowo-żelazowo-fosforanowym (LFP).

Na-Ion akumulatory – jakie są ich zalety?

• Tańsze surowce (Na zamiast Li)  
• Dobra stabilność chemiczna  
• Mniejszy wpływ na środowisko  
• Możliwość zastosowania w systemach magazynowania energii

Na-Ion baterie – podstawowe wady

• Niższa gęstość energetyczna w porównaniu do LFP  
• Technologie wciąż w fazie rozwoju  

Akumulatory Na-Ion oraz LFP, AGM i Carbon – porównanie technologii akumulatorowych

Na poniższej grafice przedstawiamy zestawienie istotnych informacji na temat sodowo-jonowych baterii, akumulatorów LiFePO4 oraz AGM i Carbon. Porównaliśmy w niej poszczególne technologie akumulatorowe pod kątem takich kwestii jak: gęstość energii, żywotność, koszt czy zastosowania.

Czy warto inwestować w akumulatory sodowo-jonowe?

Akumulatory sodowo-jonowe mogą być obiecującą alternatywą dla tradycyjnych rozwiązań, zwłaszcza w kontekście magazynów energii i systemów off-grid. Jednak wciąż ustępują bateriom LiFePO4 pod względem gęstości energetycznej. Jeśli priorytetem jest długowieczność i wytrzymałość, LFP i Carbon pozostają najlepszym wyborem dla kamperów, przyczep czy odnawialnego źródła energii, jakim są systemy fotowoltaiczne.

Przyszłość technologii akumulatorowej może należeć do sodu – jego dostępność i ekologiczne aspekty sprawiają, że jest to kierunek wart obserwowania. Czy za kilka lat będziemy ładować nasze systemy off-grid akumulatorami Na-Ion zamiast LFP? Czas pokaże.

Co sądzicie o tej technologii – czy widzisz jej potencjalne zastosowanie w swoich projektach?

Jeżeli się mocno zastanawiacie, czy wybrać akumulator sodowo-jonowy, a może jednak LiFePO4, to przeczytajcie dalszą część bloga.

Dodam, że nie jest to tekst sponsorowany, a testy wykonane zostały z ciekawości, aby pogłębić swoją wiedzę na temat nowej technologii w akumulatorach.

Jakie są moje spostrzeżenia dotyczące akumulatora sodowego? Warto w to iść?

Akumulator sodowo-jonowy – szeroki zakres napięcia pracy to atut czy może wada?

Wszystkie parametry zostały oparte na otrzymanym akumulatorze 100Ah z BMS 100A marki GoKWh. Możliwe że inny akumulator będzie miał trochę inne parametry, ale myślę że będą one zbliżone.

A więc zacznijmy od tego, że akumulator ma szeroki zakres napięcia pracy.

Jest to od 6 do 16V. Brzmi nieźle, co?

Na początku też tak myślałem, że można akumulator mocniej rozładować... ale. No właśnie jest jedno ALE i to niemałe. O tym się zaraz dowiecie.

Akumulator po naładowaniu do 16V odłącza ładowarkę. Taki akumulator podłączam do obciążenia i już widzę, że jest wysokie napięcie nominalne. Wynosi ono ok. 15.5V. I mamy pierwszą wadę tego typu akumulatora, a przypomnę, że mówimy o akumulatorze sodowo-jonowym. Tu rodzi się problem z urządzeniami, które miałby być zasilane z tego akumulatora w takim „domowym” zastosowaniu, a może bardziej kamperowym. Przetwornice napięcia posiadają zakres pracy od 10,5 do 15V. Napięcie 15,5V czy nawet ładowania do 16V może powodować, że taka przetwornica nie będzie działać, może piszczeć, a może się zdarzyć, że się uszkodzi. Myślę, że to może być naprawdę skrajny temat.

Nawet przy włączonym obciążeniu prądem 30A napięcie akumulatora w początkowej fazie rozładowania wynosi ponad 15,3V.

Więc pamiętajcie o tym, że ładując ten akumulator do 16V, możecie mieć problemy z zasilaniem odbiorników.

Przejdźmy jednak do niskiego napięcia... 6V. Jakie urządzenia będą działały? Hm... tak naprawdę to nie przychodzi mi na myśl, co by to było. Przetwornica napięcia? Przy napięciu ok 10.5V już piszczy i się wyłącza. Stabilizator napięcia DC? Głównie są z dolnego zakresu napięcia 9-10V, więc poniżej 9V mogą się same wyłączyć lub już ograniczyć moc, ewentualnie obniżyć napięcie wyjściowe (np. 12V).

No dobra, ale mogą pojawić się komentarze że możemy wykorzystać standardowy zakres tj. 10,5-14,5V. Oczywiście, taki zakres możemy wykorzystać, ponieważ nie szkodzi on tak akumulatorowi jak rozładowanie do 6V (czyli wydłuża żywotność, która i tak jest dobra). Kochani, ale mam dla Was niespodziankę – niestety nie jest ona miła. Jednak może na początek zadam pytanie.

Jaka jest dostępna pojemność akumulatora sodowo-jonowego w przedziale napięcia 10-14.5V?

Akumulator został naładowany do napięcia 14,5V i rozładowany do napięcia 10V. Dlaczego 14,5V? To napięcie, które głównie jest dostępne w większości ładowarek.

Podczas pierwszego pomiaru obciążyłem akumulator prądem 50A. Ta wartość może wydawać się bardzo duża, ale nie wpływa ona znacząco na pojemność. Czy akumulator będziemy rozładowywać 5A, 20, 50 czy 100A pojemność będzie zbliżona do nominalnej, a w tym przypadku wynosi ona 100Ah.

Jak myślicie, ile Ah mamy dostępnych z takiego standardowego przedziału, normalnego dla LFP i AGM? Jest to TYLKO 65Ah, a energia to 787Wh. Tak, tylko 65Ah z akumulatora 100Ah! Jak by spojrzeć, to przy napięciu 10,5V (65Ah jest do 10V) pojemność wynosi zaledwie 58,93Ah i 722Wh. Warto zwrócić uwagę, że różnica napięcia 0,5V daje 6Ah więcej pojemności.

Poniżej prezentuję wykres napięcia dla omawianego akumulatora Na-Ion.

Jaka jest dostępna pojemność akumulatora sodowo-jonowego w przedziale napięcia 16-6V?

Spójrzcie teraz, jaka jest pojemność przy zakresie 16-6V. Ten sam akumulator, przy prądzie rozładowania 30A, wykazał pojemność 102,36Ah i 1186,89Wh energii. Wychodzi na to, że w zakresie ponad 14,5 oraz poniżej 10V jest 37Ah.

Poniżej przedstawiam wykres napięcia dla omawianej baterii Na-Ion.

Jak widać, napięcie płynnie spada. Nie ma, jak w przypadku akumulatorów LiFePO4, długiego utrzymywania napięcia do momentu, gdy osiągniemy ok. 90% stopień rozładowania. To wówczas przy baterii LiFePO4 napięcie spada.

Sprawdźmy, jaka jest pojemność dostępna przy ładowaniu do 16V i rozładowaniu 10V. Patrzę w plik CSV, w którym zostały zapisane dane z urządzenia pomiarowego GwInstek i widzę tam wartość... 79,19Ah i 991,64Wh.

Jaka jest pojemność akumulatora sodowo-jonowego w użytecznym zakresie napięcia, czyli 14,5-10,5V (10V)?

Zmierzona pojemność akumulatora NA+ w tym zakresie wyniosła 58.5Ah (energia 721Wh) do napięcia 10.5V, a do napięcia 10V 65Ah (energia 787Wh).

Ładowanie akumulatora Na+

Akumulator Na+ ładowany do napięcia 16V praktycznie przez cały czas pobiera 100% prądu ładowarki. W moim przypadku było to 10A. Gdy akumulator Na-Ion przyjmie ok. 95-96% swojej pojemności, prąd ładowania spada.

Napięcie rośnie dość równo, powoli do góry. Wygląda to podobnie jak rozładowanie, tylko że odwrotnie :)

Poniżej prezentuję adekwatny wykres dla naszego akumulatora Na-Ion.

Już wiemy, jaka jest dostępna pojemność akumulatora sodowego w pełnym zakresie napięcia oraz w zakresie użytecznym.

Jak wygląda akumulator sodowy na tle innych technologii, w szczególności w porównaniu z akumulatorem litowo-fosforanowo-żelazowym (LFP; LiFePO4)?

Spójrzmy na wykres, są tu dane Na+ (prąd 30A) oraz AGM (prąd 50A).

Jak widać, na wykresie:

• mamy podaną pojemność różnych (używanych) akumulatorów AGM obciążonych znacznym prądem, bo aż 50A (więcej informacji o teście znajdziesz w tym artykule: Porównanie akumulatorów AGM),

• a po prawej stronie mamy pojemność akumulatora sodowego (Na+) w zakresie ładowania do 16V i rozładowania do 6V oraz ładowanie jak każdego AGM tj. 14,5V i rozładowanie do 10,5V.

Poniżej z kolei przedstawiam porównanie do akumulatorów LiFePO4, które były rozładowane prądem 100A. Nasz akumulator Na+ nie przeszedł pełnego testu 100A (wyłączył się), więc prąd był mniejszy. Jednak nie powinno to wpłynąć na wynik.

Jak widać, w standardowym zakresie napięcia w sodowym akumulatorze będziemy mieć tylko 60% pojemności do dyspozycji.

Test rozładowania akumulatora sodowego GoKWh był powtarzany aż 3 razy. Za 3 razem zrobiłem małe chłodzenie akumulatora. Udało uzyskać się większą pojemność (później się rozłączył). Ostatecznie zmierzyłem całą pojemność i wziąłem napięcia do zestawienia z akumulatorami LiFePO4.



Jak widać podobnie. I jeszcze energia:

Akumulator sodowy ma szerszy zakres temperatur pracy, od - 30 do 70 stopni, to bije na głowę nie tylko wykonane w technologii AGM akumulatory, ale też również baterie LiFePO4. Jednak, podobnie jak akumulatorów LFP, sodowo-jonowych baterii nie można ładować w temperaturach poniżej zera. Testowany akumulator posiadał zabezpieczenie.

Warto tutaj przypomnieć, że akumulatory LiFePO4 występują z matami grzewczymi, które ogrzewają akumulator do temperatury powyżej zera podczas ładowania. Nasz egzemplarz Na+ nie posiadał takiej maty.

I to jest chyba jedyny plus tego typu akumulatora (sodowego).

Poniżej napięcie akumulatora sodowego, który był mocno zmrożony (poniżej -20 stopni).

Pojemność akumulatora wyniosła 94,43Ah, energia 1019Wh. Co prawda jeszcze co chwilę BMS włączał akumulator, ale uznałem że to już definitywny koniec.

Poniżej przedstawiam porównanie napięć akumulatorów LiFePO4 oraz NA+ (akumulator sodowo-jonowy) podczas rozładowania prądem 100A.

Akumulator sodowy GoKWh, niestety, pomimo 3 prób rozłączał się (zadziałało zabezpieczenie termiczne). Stąd na wykresie (kolor jasnoniebieski) spadek napięcia do zera. Akumulatory LFP trzymają długo stabilne napięcie – w przypadku sodowego początkowe napięcie jest wyższe, ale przez większość czasu napięcie okazuje się niższe i to już dość poniżej 12V.

Porównanie napięcia podczas rozładowania akumulatorów AGM oraz sodowo-jonowego prądem 50A

(tutaj pojawi się aktualizacja - porównanie do LFP)

W kontekście sodowo-jonowych akumulatorów warto poruszyć jeszcze jeden istotny temat.

Czym naładować akumulator sodowo-jonowy?

Wstępnie przejrzałem ofertę w sieci i... nic nie ma. Nie ma dedykowanych ładowarek do tego typu akumulatora. Może gdzieś tam się znajdzie... Żadna standardowa ładowarka nie da napięcia 16V, przeważnie mają maksimum w zakresie 14-15V.

Ładowanie przez regulator solarny? Możliwe, na przykład solarny regulator ładowania TBS Electronics umożliwia ustawienie maksymalnego napięcia na poziomie np. 15V. Jednak pamiętajcie, że trochę pojemności nam ucieknie.

To jeszcze nic, ładowarki wykrywają typ akumulatora (6 czy 12V), więc rozładowując akumulator do napięcia np. 6-8V, a może nawet i 9V ładowarka nie „ruszy”, bo wykryje za niskie napięcie lub napięcie akumulatora 6V.

Pozostaje ładować taki akumulator zasilaczem laboratoryjnym.

Porównanie akumulatorów LiFePO4, AGM i Na-Ion – podsumowanie

Na podstawie przeprowadzonych testów i porównując sodowo-jonowy akumulator do innych akumulatorów, możemy dojść do następujących wniosków.

Plusy akumulatora Na-Ion:

• szeroki zakres temperatury pracy (rozładowania),
• lżejszy od AGM,
• dostępna pełna pojemność przy dużym prądzie rozładowania (C1),
• duża ilość cykli rozładowania,
• szeroki zakres napięcia pracy (Gdzie tego użyć? A może to minus?),
• płaska charakterystyka napięcia rozładowania,
• niewielki ubytek pojemności przy bardzo mocno zmrożonym akumulatorze (-20 stopni).

Minusy sodowo-jonowego akumulatora:

• nie można ładować w temperaturze poniżej zera,
• cięższy od LiFePO4,
• niska pojemność w użytecznym zakresie napięcia (14,5-10V) – tylko ~60% pojemności nominalnej,
• cena (stan na maj 2025, cena wyższa o ok 50% od akumulatora LiFePO4),
• brak ładowarek (przynajmniej powszechnie – stan na maj 2025),
• szeroki zakres napięcia pracy, w użytecznym zakresie 10,5-14,5V pojemność to tylko ok. 60-65%.

Co wybrać? Akumulator Na+ czy LiFePO4?

Odpowiedź jest prosta. W standardowych warunkach, dla przysłowiowego „Kowalskiego”, wybierzcie akumulator LiFePO4, nawet nie patrzcie na Na+.

Artykuł napisany w maju 2025 roku.
Może zawierać drobne błędy, technologia się zmienia, akumulatory mogą stać się lepsze.
Artykuł może być jeszcze aktualizowany.