Què és el fosfat de ferro de liti?

És un error comú que les bateries de fosfat de ferro de liti són diferents de les bateries d'ió de liti.En realitat, hi ha molts tipus de bateries d'ions de liti, i el fosfat de ferro de liti és només un d'ells.

Fem una ullada a què és exactament el fosfat de ferro de liti, per què és una opció fantàstica per a determinats tipus de bateries i com es compara amb altres opcions de bateries d'ió de liti.

Què és el fosfat de ferro de liti?

El fosfat de ferro de liti és un compost químic LiFePO4 o "LFP" per abreviar.LFP ofereix un bon rendiment electroquímic, baixa resistència i és un dels materials de càtode més segurs i estables disponibles per a bateries d'ions de liti.

Què és una bateria de fosfat de ferro de liti?

Les bateries de fosfat de ferro de liti són un tipus de bateria d'ions de liti que utilitza fosfat de ferro de liti com a material càtode per emmagatzemar ions de liti.Les bateries LFP solen utilitzar grafit com a material d'ànode.La composició química de les bateries LFP els proporciona una alta qualificació de corrent, una bona estabilitat tèrmica i un llarg cicle de vida.

La majoria de les bateries de fosfat de ferro de liti tenen quatre cel·les de bateria connectades en sèrie.La tensió nominal d'una pila de bateria LFP és de 3,2 volts.La connexió de quatre cel·les de bateries LFP en sèrie dóna com a resultat una bateria de 12 volts que és una excel·lent opció de substitució per a moltes bateries de plom-àcid de 12 volts.

Fosfat de ferro de liti vs.Tipus alternatius de ions de liti

El fosfat de ferro de liti és només un dels molts tipus de bateries d'ions de liti.El canvi del compost químic per al càtode crea diferents tipus de bateries d'ions de liti.Algunes de les opcions més comunes són l'òxid de cobalt de liti (LCO), l'òxid de manganès de liti (LMO), l'òxid d'alumini de liti níquel cobalt (NCA), l'òxid de cobalt de manganès de liti (NMC) i el titanat de liti (LTO).

Cadascun d'aquests tipus de bateries té diferents punts forts i febles que els fan adequats per a diferents aplicacions.Si observem les propietats principals d'aquests tipus de bateries, podem veure on es troben les bateries de fosfat de ferro de liti i per a quines aplicacions són les millors.

Densitat energètica

Les bateries LFP tenen una de les potències específiques més altes entre altres tipus d'ions de liti.En altres paraules, una gran potència específica significa que les bateries LFP poden oferir grans quantitats de corrent i potència sense sobreescalfar.

D'altra banda, és important tenir en compte que les bateries LFP tenen una de les classificacions energètiques específiques més baixes.La baixa energia específica significa que les bateries LFP tenen menys capacitat d'emmagatzematge d'energia per pes que altres opcions d'ió de liti.Normalment, això no és un gran problema perquè es pot augmentar la capacitat del banc de bateries connectant diverses bateries en paral·lel.Pot ser que això no sigui ideal per a una aplicació on es requereix una densitat d'energia extrema en un espai molt lleuger, com ara els vehicles elèctrics amb bateria.

Cicles de vida de la bateria

Les bateries de fosfat de ferro de liti tenen una vida útil que comença amb uns 2.000 cicles de descàrrega complets i augmenta en funció de la profunditat de descàrrega.Les cèl·lules i el sistema de gestió de la bateria interna (BMS) utilitzats a Dragonfly Energy s'han provat amb més de 5.000 cicles de descàrrega complets tot conservant el 80% de la capacitat de la bateria original.

LFP és el segon lloc després del titanat de liti en vida útil.No obstant això, les bateries LTO han estat tradicionalment l'opció de bateries d'ió de liti més cara, cosa que les fa prohibitives per a la majoria d'aplicacions.

Taxa de descàrrega

La taxa de descàrrega es mesura en un múltiple de la capacitat de la bateria, és a dir, una taxa de descàrrega d'1C per a una bateria de 100 Ah és de 100 A contínua.Les bateries LFP disponibles comercialment tenen tradicionalment una puntuació de descàrrega contínua d'1C, però poden superar-la durant períodes curts depenent del sistema de gestió de la bateria.

Les cèl·lules LFP solen proporcionar una descàrrega de 25 °C durant períodes curts de manera segura.La capacitat de superar 1C us permet utilitzar bateries LFP en aplicacions d'alta potència que poden tenir pics d'inici en el consum actual.

Temperatures de funcionament

Les bateries LFP no entren en condicions de fuga tèrmica fins al voltant dels 270 graus centígrads.En comparació amb les altres opcions de bateries d'ió de liti habituals, les bateries LFP tenen el segon límit de temperatura de funcionament més alt.

Superar el límit de temperatura d'una bateria d'ions de liti causa danys i pot provocarfuga tèrmica, possiblement provocant un incendi.L'alt límit operatiu de LFP disminueix significativament la possibilitat d'un esdeveniment tèrmic de fuga.Combinat amb un BMS d'alta qualitat per tancar les cèl·lules molt abans d'aquestes condicions (al voltant de 57 graus centígrads), LFP ofereix avantatges de seguretat importants.

Avantatges de seguretat

Les bateries LFP són una de les químiques estables de totes les opcions d'ions de liti.Aquesta estabilitat els converteix en una de les opcions més segures tant per al consumidor com per a aplicacions industrials.

L'única altra opció comparablement segura és el titanat de liti, que de nou és habitualment prohibitiu i no funciona a la tensió correcta en la majoria de situacions per a un reemplaçament de 12 V.

Fosfat de ferro de liti vs.Bateries de plom-àcid

Les bateries de fosfat de ferro de liti ofereixen moltesavantatges respecte a les bateries tradicionals de plom-àcid.El més destacable és que les bateries LFP tenen aproximadament quatre vegades la densitat d'energia que les bateries de plom-àcid.Podeu fer un cicle profund de les bateries LFP repetidament sense danyar-les.També es recarreguen 5 més ràpid que les bateries de plom-àcid.

Aquesta alta densitat d'energia condueix a un temps d'execució més llarg alhora que redueix el pes del sistema de bateries.

La reacció química dins de les bateries de plom-àcid provoca descàrrega de gasos, la qual cosa requereix que les bateries siguin ventilades i periòdicament omplides d'aigua per part de l'usuari.Si les bateries no s'emmagatzemen en posició vertical, la solució àcida pot filtrar, danyant la bateria i causant un embolic.Alternativament, les bateries LFP no emeten gas i no necessiten ventilar-se ni omplir-les.Encara millor, podeu muntar-los en qualsevol orientació.

Les bateries LFP són inicialment més cares que les bateries de plom-àcid.Tanmateix, la llarga vida útil de les bateries LFP equilibra el seu elevat cost inicial.En la majoria dels casos, les bateries LFP duraran entre 5 i 10 vegades més que les bateries de plom-àcid, la qual cosa suposa un estalvi de costos global important.

Les millors bateries de fosfat de ferro de liti per substituir aplicacions de bateries de plom-àcid

Hi ha moltes bateries d'ions de liti disponibles, i algunes fins i tot superen el fosfat de ferro de liti en determinades categories de rendiment.Tanmateix, quan es tracta de substituir les bateries de plom-àcid de 12 volts, LFP és la millor opció disponible.

La raó principal d'això és que la tensió nominal de la cel·la per al fosfat de ferro de liti és de 3,2 volts.La tensió nominal d'una bateria de plom-àcid de 12 volts és d'uns 12,7 volts.Per tant, el cablejat de quatre cel·les en sèrie dins d'una bateria produeix 12,8 volts (4 x 3,2 = 12,8), gairebé una combinació perfecta!Això no és possible amb cap altre tipus de bateria d'ions de liti.

Més enllà d'una concordança de tensió gairebé perfecta, LFP ofereix altres avantatges com a substitució de plom-àcid.Com s'ha comentat anteriorment, les bateries LFP són de llarga durada, estables, segures, duradores, lleugeres i tenen una alta densitat d'energia.Això els fa ideals per a moltes aplicacions!Coses commotors de curricà,RVs,carros de golf, i més aplicacions que tradicionalment han confiat en bateries de plom-àcid.

Dragonfly Energy i Battle Born Batteries construeixen algunes de les millors bateries de fosfat de ferro de liti disponibles.Estan dissenyats i muntats amb orgull als Estats Units amb els materials de la més alta qualitat disponibles.A més, cada bateria està rigorosament provada i està catalogada per UL.

Cada bateria també inclou una integradasistema de gestió de la bateriaper garantir que la bateria funcioni amb seguretat en totes les condicions.Les bateries Dragonfly Energy i Battle Born tenen milers de bateries instal·lades i funcionen amb seguretat en moltes aplicacions diferents arreu del món.

Ara ja ho saps

En conclusió, el fosfat de ferro de liti és només un dels molts tipus diferents de bateries d'ions de liti disponibles.Tanmateix, el conjunt únic de característiques que componen les bateries LFP les converteix en una alternativa fantàstica a les bateries de plom-àcid de 12 volts del passat.