Co je lithium-železnatý fosfát?

Je běžnou mylnou představou, že lithium-železofosfátové baterie se liší od lithium-iontových baterií.Ve skutečnosti existuje mnoho typů lithium-iontových baterií a fosforečnan lithný je jen jedním z nich.

Pojďme se podívat na to, co přesně je fosforečnan lithný, proč je skvělou volbou pro určité typy baterií a jak si stojí v porovnání s jinými možnostmi lithium-iontových baterií.

Co je Lithium Iron Phosphate?

Fosforečnan lithný je chemická sloučenina LiFePO4 nebo zkráceně „LFP“.LFP nabízí dobrý elektrochemický výkon, nízký odpor a je jedním z nejbezpečnějších a nejstabilnějších katodových materiálů dostupných pro lithium-iontové baterie.

Co je lithium-železo fosfátová baterie?

Lithium-železofosfátové baterie jsou typem lithium-iontové baterie, která používá lithium-železitý fosfát jako katodový materiál pro ukládání iontů lithia.Baterie LFP obvykle používají jako materiál anody grafit.Chemické složení LFP baterií jim dává vysoký proud, dobrou tepelnou stabilitu a dlouhou životnost.

Většina lithium-železofosfátových baterií má čtyři bateriové články zapojené do série.Jmenovité napětí LFP bateriového článku je 3,2 V.Zapojením čtyř bateriových článků LFP do série vznikne 12voltová baterie, která je vynikající alternativou pro mnoho 12voltových olověných baterií.

Lithium-železo fosfát vs.Alternativní lithium-iontové typy

Fosforečnan lithný je jen jedním z mnoha typů lithium-iontových baterií.Změna chemické sloučeniny pro katodu vytváří různé druhy lithium-iontových baterií.Některé z nejběžnějších možností jsou Lithium Cobalt Oxide (LCO), Lithium Manganese Oxide (LMO), Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (NCA), Lithium Nickel Mangane Cobalt Oxide (NMC) a Lithium Titanate (LTO).

Každý z těchto typů baterií má různé silné a slabé stránky, díky kterým jsou vhodné pro různé aplikace.Když se podíváme na hlavní vlastnosti těchto typů baterií, můžeme vidět, kde stojí lithium-železofosfátové baterie a pro jaké aplikace jsou nejlepší.

Energetická hustota

Baterie LFP mají jeden z nejvyšších specifických výkonů mezi ostatními lithium-iontovými typy.Jinými slovy, vysoký specifický výkon znamená, že baterie LFP mohou dodávat velké množství proudu a energie bez přehřívání.

Na druhou stranu je důležité mít na paměti, že baterie LFP mají jedno z nejnižších specifických energetických hodnocení.Nízká specifická energie znamená, že baterie LFP mají menší kapacitu akumulace energie na hmotnost než jiné lithium-iontové možnosti.Obvykle to není velký problém, protože zvýšení kapacity baterie lze provést paralelním připojením více baterií.To nemusí být ideální pro aplikace, kde je vyžadována extrémní hustota energie ve velmi světlém prostoru, jako jsou akumulátorová elektrická vozidla.

Životní cykly baterie

Lithium-železofosfátové baterie mají životnost, která začíná asi na 2 000 cyklech úplného vybití a zvyšuje se v závislosti na hloubce vybití.Články a interní systém správy baterie (BMS) používané u Dragonfly Energy byly testovány na více než 5 000 cyklů úplného vybití při zachování 80 % kapacity původní baterie.

LFP je v životnosti na druhém místě za titaničitanem lithným.Baterie LTO však byly tradičně nejdražší variantou lithium-iontových baterií, díky čemuž jsou pro většinu aplikací cenově nedostupné.

Míra vybíjení

Rychlost vybíjení je měřena v násobku kapacity baterie, což znamená, že rychlost vybíjení 1C pro baterii 100Ah je 100A nepřetržitě.Komerčně dostupné baterie LFP mají tradičně hodnotu trvalého vybíjení 1C, ale v závislosti na systému správy baterií ji mohou krátkodobě překročit.

Články LFP samy o sobě obvykle dokážou krátkodobě bezpečně zajistit vybíjení 25C.Schopnost překročit 1C vám umožňuje používat LFP baterie ve vysoce výkonných aplikacích, které mohou mít startovací špičky v odběru proudu.

Provozní teploty

Baterie LFP se nedostanou do podmínek tepelného úniku až do teploty kolem 270 stupňů Celsia.Ve srovnání s ostatními běžnými lithium-iontovými bateriemi mají baterie LFP druhý nejvyšší limit provozní teploty.

Překročení teplotního limitu na lithium-iontové baterii způsobuje poškození a může vést ktepelný útěk, což může mít za následek požár.Vysoký provozní limit LFP výrazně snižuje možnost tepelného úniku.V kombinaci s vysoce kvalitním BMS pro vypnutí článků dostatečně dlouho před těmito podmínkami (při teplotě kolem 57 stupňů Celsia) nabízí LFP významné bezpečnostní výhody.

Bezpečnostní výhody

Baterie LFP jsou jednou ze stabilních chemických látek všech lithium-iontových možností.Tato stabilita z nich dělá jednu z nejbezpečnějších možností pro spotřebitelské i průmyslové aplikace.

Jedinou další srovnatelně bezpečnou možností je titaničitan lithný, který je opět typicky cenově nedostupný a ve většině situací nepracuje se správným napětím pro výměnu 12V.

Lithium-železo fosfát vs.Olověné baterie

Lithium-železofosfátové baterie nabízejí mnohovýhody oproti tradičním olověným akumulátorům.Nejpozoruhodnější je, že baterie LFP mají asi čtyřikrát větší hustotu energie než olověné baterie.Baterie LFP můžete opakovaně hluboce cyklovat, aniž byste je poškodili.Nabíjejí se také o 5 rychleji než olověné baterie.

Tato vysoká hustota energie vede k delší době provozu při současném snížení hmotnosti bateriového systému.

Chemická reakce uvnitř olověných baterií způsobuje uvolňování plynu, což vyžaduje, aby byly baterie odvětrávány a pravidelně doplňovány vodou uživatelem.Pokud nejsou baterie skladovány ve svislé poloze, může roztok kyseliny unikat, poškodit baterii a způsobit nepořádek.Alternativně baterie LFP neuvolňují plyn a není třeba je odvzdušňovat ani doplňovat.Ještě lepší je, že je můžete namontovat v libovolné orientaci.

LFP baterie jsou zpočátku dražší než olověné baterie.Dlouhá životnost baterií LFP však vyvažuje jejich vysoké počáteční náklady.Ve většině případů vydrží baterie LFP 5–10krát déle než baterie olověné, což vede k výrazným celkovým úsporám nákladů.

Nejlepší lithium-železo-fosfátové baterie pro výměnu olověných baterií

K dispozici je mnoho různých lithium-iontových baterií a některé dokonce v určitých výkonnostních kategoriích převyšují fosforečnan lithný.Nicméně, pokud jde o výměnu 12voltových olověných baterií, LFP je nejlepší dostupná volba.

Hlavním důvodem je, že jmenovité napětí článku pro fosforečnan lithný a železnatý je 3,2 voltu.Jmenovité napětí 12voltové olověné baterie je asi 12,7 voltu.Zapojení čtyř článků do série uvnitř baterie tedy poskytuje 12,8 voltů (4 x 3,2 = 12,8) – téměř dokonalá shoda!To není možné u žádného jiného typu lithium-iontové baterie.

Kromě téměř dokonalého přizpůsobení napětí nabízí LFP jako náhradu olova i další výhody.Jak již bylo uvedeno výše, baterie LFP mají dlouhou životnost, jsou stabilní, bezpečné, odolné, lehké a mají vysokou hustotu energie.Díky tomu se skvěle hodí pro mnoho aplikací!Věci jakotrollingové motory,karavany,golfové vozíkya další aplikace, které se tradičně spoléhaly na olověné baterie.

Dragonfly Energy a Battle Born Batteries vytvářejí jedny z nejlepších lithium-železofosfátových baterií, které jsou k dispozici.Jsou hrdě navrženy a sestaveny ve Spojených státech z těch nejkvalitnějších dostupných materiálů.Každá baterie je navíc přísně testována a je uvedena v seznamu UL.

Součástí každé baterie je i integrovanásystém správy baterieaby baterie fungovala bezpečně za všech podmínek.Baterie Dragonfly Energy a Battle Born mají tisíce baterií nainstalovaných a fungujících bezpečně v mnoha různých aplikacích po celém světě.

Teď víš

Závěrem lze říci, že fosforečnan lithný je pouze jedním z mnoha různých typů lithium-iontových baterií, které jsou k dispozici.Jedinečný soubor vlastností, které tvoří baterie LFP, z nich však činí fantastickou alternativu k 12voltovým olověným bateriím z minulosti.