Често срещано погрешно схващане е, че литиево-железните фосфатни батерии са различни от литиево-йонните батерии.В действителност има много видове литиево-йонни батерии и литиево-железният фосфат е само един от тях.
Нека да разгледаме какво точно представлява литиево-железният фосфат, защо е чудесен избор за определени видове батерии и как се сравнява с други опции за литиево-йонни батерии.
Какво е литиево-железен фосфат?
Литиево-железният фосфат е химическо съединение LiFePO4 или накратко „LFP“.LFP предлага добри електрохимични характеристики, ниско съпротивление и е един от най-безопасните и стабилни катодни материали, налични за литиево-йонни батерии.
Какво е литиево-желязо-фосфатна батерия?
Литиево-железно-фосфатните батерии са вид литиево-йонна батерия, която използва литиево-железен фосфат като катоден материал за съхранение на литиеви йони.LFP батериите обикновено използват графит като аноден материал.Химическият състав на LFP батериите им дава висок номинален ток, добра термична стабилност и дълъг жизнен цикъл.
Повечето литиево-железни фосфатни батерии имат четири последователно свързани батерийни клетки.Номиналното напрежение на LFP акумулаторна клетка е 3,2 волта.Свързването на четири LFP батерийни клетки в серия води до 12-волтова батерия, която е отлична опция за замяна на много 12-волтови оловно-киселинни батерии.
Литиев железен фосфат срещу.Алтернативни литиево-йонни видове
Литиево-железният фосфат е само един от многото видове литиево-йонни батерии.Промяната на химическото съединение на катода създава различни видове литиево-йонни батерии.Някои от най-често срещаните опции са литиев кобалтов оксид (LCO), литиев манганов оксид (LMO), литиев никел кобалтов алуминиев оксид (NCA), литиев никел манганов кобалтов оксид (NMC) и литиев титанат (LTO).
Всеки от тези типове батерии има различни силни и слаби страни, които ги правят подходящи за различни приложения.Разглеждайки основните свойства на тези видове батерии, можем да видим къде стоят литиево-железните фосфатни батерии и за кои приложения са най-добри.
Енергийна плътност
LFP батериите имат една от най-високите специфични мощности сред другите литиево-йонни типове.С други думи, високата специфична мощност означава, че LFP батериите могат да доставят големи количества ток и мощност без прегряване.
От друга страна, важно е да се има предвид, че LFP батериите имат един от най-ниските специфични енергийни рейтинги.Ниската специфична енергия означава, че LFP батериите имат по-малък капацитет за съхранение на енергия на тегло в сравнение с други литиево-йонни опции.Това обикновено не е голяма работа, тъй като увеличаването на капацитета на батерията може да стане чрез паралелно свързване на няколко батерии.Това може да не е идеално за приложение, където се изисква изключителна енергийна плътност в много светло пространство, като електрически превозни средства с батерии.
Живот на батерията
Литиево-железно-фосфатните батерии имат живот, който започва от около 2000 цикъла на пълно разреждане и се увеличава в зависимост от дълбочината на разреждане.Клетките и вътрешната система за управление на батерията (BMS), използвани в Dragonfly Energy, са тествани за над 5000 цикъла на пълно разреждане, като запазват 80% от оригиналния капацитет на батерията.
LFP е на второ място след литиевия титанат по продължителност на живота.Въпреки това LTO батериите традиционно са най-скъпата опция за литиево-йонни батерии, което ги прави непосилни за разходите за повечето приложения.
Скорост на разреждане
Скоростта на разреждане се измерва като кратно на капацитета на батерията, което означава, че скоростта на разреждане 1C за 100Ah батерия е 100A непрекъснато.Наличните в търговската мрежа LFP батерии традиционно имат 1C непрекъснат рейтинг на разреждане, но могат да го надхвърлят за кратки периоди в зависимост от системата за управление на батерията.
Самите LFP клетки обикновено могат безопасно да осигурят 25C разряд за кратки периоди.Възможността за надвишаване на 1C ви позволява да използвате LFP батерии в приложения с висока мощност, които може да имат пикове при стартиране в текущото потребление.
Работни температури
LFP батериите не навлизат в условия на термичен изход до около 270 градуса по Целзий.В сравнение с другите често срещани опции за литиево-йонни батерии, LFP батериите имат второто най-високо ограничение за работна температура.
Превишаването на температурното ограничение на литиево-йонна батерия причинява повреда и може да доведе дотоплинно бягане, което може да доведе до пожар.Високата работна граница на LFP значително намалява вероятността от термично бягане.В комбинация с висококачествен BMS за изключване на клетките много преди тези условия (при около 57 градуса по Целзий), LFP предлага значителни предимства за безопасност.
Предимства на безопасността
LFP батериите са една от стабилните химикали на всички литиево-йонни опции.Тази стабилност ги прави една от най-безопасните опции както за потребителски, така и за индустриални приложения.
Единствената друга сравнително безопасна опция е литиевият титанат, който отново обикновено е непосилно скъп и не работи при правилното напрежение в повечето ситуации за 12V замяна.
Литиев железен фосфат срещу.Оловно-киселинни батерии
Литиево-железно-фосфатните батерии предлагат многопредимства пред традиционните оловно-киселинни батерии.Най-забележителното е, че LFP батериите имат около четири пъти по-висока енергийна плътност от оловно-киселинните батерии.Можете да зареждате LFP батериите многократно, без да ги повредите.Освен това се зареждат 5 пъти по-бързо от оловно-киселинните батерии.
Тази висока енергийна плътност води до по-дълго време на работа, като същевременно намалява теглото на акумулаторната система.
Химическата реакция вътре в оловно-киселинните батерии причинява отделяне на газове, което налага батериите да бъдат вентилирани и периодично да се пълнят с вода от потребителя.Ако батериите не се съхраняват изправени, киселинният разтвор може да изтече, да повреди батерията и да причини бъркотия.Като алтернатива LFP батериите не отделят газ и не е необходимо да се вентилират или презареждат.Дори по-добре, можете да ги монтирате във всяка ориентация.
LFP батериите първоначално са по-скъпи от оловно-киселинните батерии.Въпреки това дългият живот на LFP батериите балансира високата им първоначална цена.В повечето случаи LFP батериите ще издържат 5-10 пъти по-дълго от оловно-киселинните батерии, което води до значителни общи спестявания на разходи.
Най-добрите литиево-желязо-фосфатни батерии за замяна на приложения на оловни батерии
Предлагат се много различни литиево-йонни батерии, а някои дори надвишават литиево-железния фосфат в определени категории на производителност.Въпреки това, когато става въпрос за подмяна на 12-волтови оловно-киселинни батерии, LFP е най-добрият наличен вариант.
Основната причина за това е, че номиналното напрежение на клетката за литиево-железен фосфат е 3,2 волта.Номиналното напрежение на 12-волтова оловно-киселинна батерия е около 12,7 волта.По този начин, свързването на четири клетки последователно вътре в батерията дава 12,8 волта (4 x 3,2 = 12,8) – почти перфектно съвпадение!Това не е възможно с друг тип литиево-йонна батерия.
Освен почти перфектно съвпадение на напрежението, LFP предлага и други предимства като заместител на оловна киселина.Както беше обсъдено по-горе, LFP батериите са дълготрайни, стабилни, безопасни, издръжливи, леки и имат висока енергийна плътност.Това ги прави отлични за много приложения!Неща катотролинг мотори,RVs,колички за голфи още приложения, които традиционно разчитат на оловно-киселинни батерии.
Dragonfly Energy и Battle Born Bateries изграждат едни от най-добрите налични литиево-железни фосфатни батерии.Те са с гордост проектирани и сглобени в Съединените щати с най-висококачествените налични материали.В допълнение, всяка батерия е стриктно тествана и в списъка на UL.
Всяка батерия също включва интегрирансистема за управление на батериятаза да се гарантира, че батерията работи безопасно при всякакви условия.Dragonfly Energy и Battle Born Bateries имат хиляди инсталирани батерии, които работят безопасно в много различни приложения по целия свят.
Сега знаеш
В заключение, литиево-железният фосфат е само един от многото различни видове налични литиево-йонни батерии.Въпреки това, уникалният набор от характеристики, които изграждат LFP батериите, ги прави фантастична алтернатива на 12-волтовите оловно-киселинни батерии от миналото.
Време на публикуване: 30 септември 2022 г