LFP-aku

LFP-aku (lühend inglise keele sõnadest "lithium ferrophosphate", liitiumraudfosfaat) ehk liitiumraudfosfaataku on liitiumioonaku versioon, mille elemendi pinge on vahemikus 3,2–3,3 V. Positiivne elektrood koosneb liitiumraudfosfaadist (LiFePO4). Negatiivne elektrood koosneb grafiidist, milles on interkaleeritud liitium. Elektroode eraldab elektrolüüdiga immutatud separaator.
Positiivset elektroodi nimetatakse ka katoodiks, sest väljutab aku tühjendamisel elektrone:
 FePO4 + Li+ + e- ⇌ LiFePO4. 
Selline aku on liitiumakude esimese põlvkonna akust – liitiumkoobaltdioksiidakust – veidi väiksema energiatihedusiga, kuid odavam ja puudub eksotermilisest reaktsioonist tulenev ülekuumenemise oht, seda ka mehaaniliste vigastuste korral.
Arendustöö ja võrdlus teiste akutüüpidega.
Anorgaaniline ühend LiFePO4 pakuti esmakordselt liitiumioonaku katoodimaterjaliks 1997. aastal. See asendab esimestes liitiumakudes kasutatavat liitiumkoobaltoksiidi.
Esialgu olid LiFePO4-katoodid väikese elektrijuhtivusega, mis piiras võimsustihedust. Juhtivust võimaldas parandada LiFePO4 nanoosakeste kasutamine ja süsinikuga katmine. LiFePO4 dopeerimimine näiteks ütriumi (LiFeYPO4) või väävli aatomitega parandab samuti tehnilisi omadusi.
Erinevalt LiCoO2-akudest ei eraldu keemilise reaktsiooni käigus hapnikku. LiCoO2-katoodiga liitiumioonakude puhul võib see ebasoodsates tingimustes kaasa tuua termilise läbilöögi ja akuelemendi iseenesliku süttimise.
LFP-elemendis kasutatakse ära kogu liitiumisisaldust. LiCoO2-katoodiga akudes aga kasutatakse ainult 50–60% liitiumist, suurema protsendi korral muutuks kihiline struktuur ebastabiilseks. 
Liitiumi massiosa LiFePO4-s on umbes 4,5 massiprotsenti. Näiteks 1000 Wh energiasisaldusega LFP-aku jaoks on vaja ainult umbes 11,3 mooli (≈ 80 g) liitiumi, samas kui liitiumkoobaltakule kulub umbes 20 mooli ehk 140 g. LFP-akude energiatihedus on viidud väärtuseni 210 Wh/kg; 2015. aastal oli see umbes 140 Wh/kg.
LiFePO4-akudel pole niisugusel tasemel mäluefekti nagu kaadmiumnikkelakudel. Selline anomaalia tühjendamisel on väga väike ja tavakasutuses ebaoluline. Pikaajalisel säilitamisel võib eeldatav eluiga lüheneda juhul, kui aku on täielikult laetud või peaaegu täielikult tühi.
Omadusi NMC-akuga võrreldes:
Parameetrid.
Laadimise lõpp-pinge on tavaliselt 3,6–3,65 V. Ülelaadimise eest kaitsev lülitus reageerib tavaliselt 3,8 V juures. Tühjenemise lõpp-pinged varieeruvad olenevalt tüübist ja on tavaliselt umbes 2,0 V, mõne tüübi puhul on see ka veidi kõrgem, kuni 2,5 V. Laadimis- ja tühjendusvahemikus 10–90% muutub elemendi pinge väga vähe, nagu on näha diagrammil, kus elemendi pinge on esitatud elemendi laengu funktsioonina (kujutatud on 2,3 Ah nimivõimsusega elemendi pingekõverad). Tühjenduse lõpus langeb pinge järsult. Veidi alandatud lõpp-pinge (3,4–3,5 V) laadimisel ja tühjendussügavuse piiramine mõjutavad positiivselt võimalike laadimistsüklite arvu ja seega ka kasutusiga.
Konstruktsioonivariandid.
Toodetakse silindrilisi ja lamedaid elemente.
Eelised ja puudused.
LFP-akudel on selged eelised pliiakude ees laadimistsükli arvu, mahutavuse, suuruse ja kaalu osas. Miinuseks on LFP-akude kõrgem hind, võrreldes elektriliselt samaväärsete pliiakudega. Sellele lisandub elementidevahelise tasakaalustamise lülitus (ingl "balancer"), mida näiteks pliiakude puhul pole vaja.
Puudused.
Nagu kõigi liitiumioonakude puhul, on ohutuks tööks vajalikud tasakaalustuslülitused ja akuhaldussüsteemid (ingl "battery management system", BMS), sest elemendid ei talu ülelaadimist ega sügavtühjendamist.
LMFP-aku.
LMFP-aku (liitiummangaanraudfosfaataku) on LFP-aku variant, mis kasutab raudfosfaadi olemasolevat võrestruktuuri, kuid dopeeritakse seda mangaaniga. Nii saab suurendada mahutavust umbes 15% ja ühtlasi parandada tsüklistabiilsust.
Firma CATL (liitiumioonakude suurtootja Hiinas) teatas 2022. aastal, et tarnib Teslale alates 2023. aastast LMFP-akusid, kusjuures dopeerimiseks võidakse peale mangaani kasutatakse ka tsinki ja alumiiniumi.
Kasutamine.
LFP-aku on tänu pikale elueale, suurele koormatavusele ja turvalisusele eriti sobiv jõuallikas sõidukitele, näiteks jalgratastele, skuutritele ja autodele.
Suurimaid, kuni 30 000 Ah akupatareisid kasutatakse allveelaevades, puhvertoiteallikates ja taastuvenergia salvestamisel. Tänu oma suurele töökindlusele on LFP-akul silmapaistev positsioon võrgupinge stabiliseerimise statsionaarsetes salvestussüsteemides.
Muud kasutusvõimalused hõlmavad näiteks elektritööriistu ja raadiojuhitavaid sõidukimudeleid. Siin on muuhulgas oluline, et aku saab täis laadida 15–20 minutiga. Tavaliste liitiumpolümeerakude laadimiseks kulub sageli rohkem kui tund, kiirlaadimine aga lühendab tööiga.
Muud rakendused on sisepõlemismootorite käivitusakud, kus kasutatakse risttahukalisi LFP-plokke või koostatakse aku silindrilistest elementidest. Porsche oli esimene autotootja, kes pakkus 2010. aastal lisatasu eest LFP-käivitusakut.