Šta je litijum gvožđe fosfat?

Uobičajena je zabluda da se litijum-gvozdene fosfatne baterije razlikuju od litijum-jonskih baterija.U stvarnosti, postoji mnogo vrsta litijum-jonskih baterija, a litijum gvožđe fosfat je samo jedan od njih.

Hajde da pogledamo šta je tačno litijum gvožđe fosfat, zašto je odličan izbor za određene vrste baterija i kakav je u poređenju sa drugim opcijama litijum-jonskih baterija.

Šta je litijum gvožđe fosfat?

Litijum gvožđe fosfat je hemijsko jedinjenje LiFePO4 ili skraćeno „LFP“.LFP nudi dobre elektrohemijske performanse, nisku otpornost i jedan je od najsigurnijih i najstabilnijih katodnih materijala dostupnih za litijum-jonske baterije.

Šta je litijum-gvozdeno-fosfatna baterija?

Litijum-gvožđe-fosfatne baterije su tip litijum-jonske baterije koja koristi litijum-željezo-fosfat kao katodni materijal za skladištenje litijum-jona.LFP baterije obično koriste grafit kao anodni materijal.Hemijski sastav LFP baterija daje im visoku strujnu ocjenu, dobru termičku stabilnost i dug životni vijek.

Većina litijum-gvozdeno-fosfatnih baterija ima četiri baterijske ćelije povezane u seriju.Nominalni napon ćelije LFP baterije je 3,2 volta.Povezivanje četiri LFP baterije u nizu rezultira 12-voltnom baterijom koja je odlična zamjenska opcija za mnoge 12-voltne olovno-kiselinske baterije.

Litijum gvožđe fosfat vs.Alternativni litijum-jonski tipovi

Litijum gvožđe fosfat je samo jedna od mnogih vrsta litijum-jonskih baterija.Promena hemijskog jedinjenja za katodu stvara različite vrste litijum-jonskih baterija.Neke od najčešćih opcija su litijum kobalt oksid (LCO), litijum mangan oksid (LMO), litijum nikl kobalt aluminijum oksid (NCA), litijum nikl mangan kobalt oksid (NMC) i litijum titanat (LTO).

Svaki od ovih tipova baterija ima različite snage i slabosti koje ih čine pogodnim za različite primjene.Gledajući glavna svojstva ovih tipova baterija, možemo vidjeti gdje stoje litijum-gvozdeno-fosfatne baterije i za koje primene su najbolje.

Gustoća energije

LFP baterije imaju jednu od najvećih specifičnih snaga među ostalim litijum-jonskim tipovima.Drugim riječima, visoka specifična snaga znači da LFP baterije mogu isporučiti velike količine struje i snage bez pregrijavanja.

S druge strane, važno je imati na umu da LFP baterije imaju jednu od najnižih specifičnih energetskih ocjena.Niska specifična energija znači da LFP baterije imaju manji kapacitet skladištenja energije po težini od drugih litijum-jonskih opcija.To obično nije velika stvar jer se povećanje kapaciteta baterije može postići paralelnim povezivanjem više baterija.Ovo možda nije idealno za primjenu gdje je potrebna ekstremna gustoća energije u vrlo svijetlom prostoru, kao što su električna vozila na baterije.

Životni ciklusi baterije

Litijum-gvozdeno-fosfatne baterije imaju životni vek koji počinje od oko 2.000 punih ciklusa pražnjenja i povećava se u zavisnosti od dubine pražnjenja.Ćelije i interni sistem upravljanja baterijom (BMS) koji se koristi u Dragonfly Energyju testirani su na preko 5000 ciklusa punog pražnjenja uz zadržavanje 80% originalnog kapaciteta baterije.

LFP je drugi nakon litijum titanata po životnom veku.Međutim, LTO baterije su tradicionalno bile najskuplja opcija litijum-jonskih baterija, što ih čini skupim za većinu aplikacija.

Discharge Rate

Brzina pražnjenja se mjeri višestruko od kapaciteta baterije, što znači da je brzina pražnjenja od 1C za bateriju od 100 Ah kontinuirano 100 A.Komercijalno dostupne LFP baterije tradicionalno imaju 1C stepen neprekidnog pražnjenja, ali ga mogu premašiti na kraće periode u zavisnosti od sistema upravljanja baterijama.

Same LFP ćelije obično mogu bezbedno da obezbede pražnjenje od 25C u kratkim periodima.Mogućnost prekoračenja 1C omogućava vam da koristite LFP baterije u aplikacijama velike snage koje mogu imati skokove pri pokretanju u trenutnoj potrošnji.

Radne temperature

LFP baterije ne ulaze u termičke uslove do oko 270 stepeni Celzijusa.U poređenju sa drugim uobičajenim opcijama litijum-jonskih baterija, LFP baterije imaju drugu najvišu granicu radne temperature.

Prekoračenje ograničenja temperature na litijum-jonskoj bateriji uzrokuje oštećenje i može dovesti dotermalni beg, što može dovesti do požara.Visoka radna granica LFP-a značajno umanjuje mogućnost termičkog odgađanja.U kombinaciji sa visokokvalitetnim BMS-om za zatvaranje ćelija mnogo prije ovih uslova (na oko 57 stepeni Celzijusa), LFP nudi značajne sigurnosne prednosti.

Sigurnosne prednosti

LFP baterije su jedna od stabilnih hemija svih litijum-jonskih opcija.Ova stabilnost ih čini jednom od najsigurnijih opcija za potrošačke i industrijske aplikacije.

Jedina druga uporedivo sigurna opcija je litijum titanat, koji je opet obično skupo i ne radi na ispravnom naponu u većini situacija za zamjenu od 12 V.

Litijum gvožđe fosfat vs.Olovne baterije

Litijum-gvozdeno-fosfatne baterije nude mnogeprednosti u odnosu na tradicionalne olovno-kiselinske baterije.Najznačajnije je da LFP baterije imaju oko četiri puta veću gustinu energije od olovnih baterija.LFP baterije možete dubinski ciklus više puta bez oštećenja.Također se pune 5 brže od olovnih baterija.

Ova velika gustoća energije dovodi do dužeg vremena rada uz istovremeno smanjenje težine sistema baterija.

Hemijska reakcija unutar olovno-kiselinskih baterija uzrokuje otpuštanje plinova, što zahtijeva da se baterije odzrači i povremeno dopunjuje vodom od strane korisnika.Ako se baterije ne pohranjuju uspravno, otopina kiseline može iscuriti, oštetiti bateriju i uzrokovati nered.Alternativno, LFP baterije ne ispuštaju gas i ne moraju se odzračivati ​​ili puniti.Još bolje, možete ih montirati u bilo kojoj orijentaciji.

LFP baterije su u početku skuplje od olovnih baterija.Međutim, dug životni vek LFP baterija balansira njihov visok početni trošak.U većini slučajeva, LFP baterije će trajati 5-10 puta duže od olovnih baterija, što rezultira značajnim ukupnim uštedama troškova.

Najbolje litijum-željezo-fosfatne baterije za zamjenu primjene olovnih baterija

Dostupne su mnoge različite litijum-jonske baterije, a neke čak premašuju litijum-gvozdene fosfate u određenim kategorijama performansi.Međutim, kada je u pitanju zamjena 12-voltnih olovnih baterija, LFP je najbolja dostupna opcija.

Glavni razlog za to je taj što je nominalni napon ćelije za litijum gvožđe fosfat 3,2 volta.Nominalni napon olovne baterije od 12 volti je oko 12,7 volti.Dakle, ožičenje četiri ćelije u seriji unutar baterije daje 12,8 volti (4 x 3,2 = 12,8) – gotovo savršeno podudaranje!Ovo nije moguće s bilo kojim drugim tipom litijum-jonske baterije.

Osim gotovo savršenog podudaranja napona, LFP nudi i druge prednosti kao zamjena za olovnu kiselinu.Kao što je gore navedeno, LFP baterije su dugotrajne, stabilne, sigurne, izdržljive, lagane i imaju visoku gustoću energije.To ih čini odličnim za mnoge primjene!Stvari poputtrolling motori,RVs,kolica za golf, i više aplikacija koje su se tradicionalno oslanjale na olovne baterije.

Dragonfly Energy i Battle Born baterije grade neke od najboljih dostupnih litijum-gvozdeno-fosfatnih baterija.Ponosno su dizajnirani i sastavljeni u Sjedinjenim Državama od najkvalitetnijih dostupnih materijala.Osim toga, svaka baterija je rigorozno testirana i na listi UL.

Svaka baterija također uključuje integriranusistem upravljanja baterijamakako biste osigurali siguran rad baterije u svim uvjetima.Dragonfly Energy i Battle Born baterije imaju hiljade baterija instaliranih i bezbedno rade u mnogim različitim aplikacijama širom sveta.

Sada znaš

Zaključno, litijum-gvozdeni fosfat je samo jedan od mnogih različitih tipova dostupnih litijum-jonskih baterija.Međutim, jedinstveni skup karakteristika koje čine LFP baterije čine ih fantastičnom alternativom 12-voltnim olovnim baterijama iz prošlosti.