Que é o fosfato de ferro de litio?

É un erro común que as baterías de fosfato de ferro de litio son diferentes ás baterías de ión-litio.En realidade, hai moitos tipos de baterías de ión-litio, e o fosfato de ferro de litio é só un deles.

Vexamos o que é exactamente o fosfato de ferro de litio, por que é unha excelente opción para certos tipos de baterías e como se compara con outras opcións de baterías de iones de litio.

Que é o fosfato de ferro de litio?

O fosfato de ferro de litio é un composto químico LiFePO4 ou "LFP" para abreviar.LFP ofrece un bo rendemento electroquímico, baixa resistencia e é un dos materiais de cátodo máis seguros e estables dispoñibles para baterías de ión-litio.

Que é unha batería de fosfato de ferro de litio?

As baterías de ferro-fosfato de litio son un tipo de batería de ión-litio que usa fosfato de ferro-litio como material do cátodo para almacenar ións de litio.As baterías LFP normalmente usan grafito como material do ánodo.A composición química das baterías LFP dálles unha alta clasificación de corrente, boa estabilidade térmica e un longo ciclo de vida.

A maioría das baterías de fosfato de ferro de litio teñen catro pilas conectadas en serie.A tensión nominal dunha pila de batería LFP é de 3,2 voltios.A conexión de catro pilas de batería LFP en serie dá como resultado unha batería de 12 voltios que é unha excelente opción de substitución para moitas baterías de chumbo-ácido de 12 voltios.

Fosfato de ferro de litio vs.Tipos alternativos de iones de litio

O fosfato de ferro de litio é só un dos moitos tipos de baterías de ión-litio.Cambiar o composto químico para o cátodo crea diferentes tipos de baterías de ión-litio.Algunhas das opcións máis comúns son o óxido de litio cobalto (LCO), óxido de litio manganeso (LMO), óxido de litio níquel cobalto aluminio (NCA), óxido de litio níquel manganeso cobalto (NMC) e titanato de litio (LTO).

Cada un destes tipos de batería ten diferentes puntos fortes e débiles que os fan axeitados para diferentes aplicacións.Observando as principais propiedades destes tipos de baterías, podemos ver onde están as baterías de fosfato de ferro de litio e para que aplicacións son as mellores.

Densidade enerxética

As baterías LFP teñen unha das clasificacións de potencia específica máis altas entre outros tipos de iones de litio.Noutras palabras, a alta potencia específica significa que as baterías LFP poden entregar grandes cantidades de corrente e enerxía sen sobrequecer.

Por outra banda, é importante ter en conta que as baterías LFP teñen unha das clasificacións enerxéticas específicas máis baixas.A baixa enerxía específica significa que as baterías LFP teñen menos capacidade de almacenamento de enerxía por peso que outras opcións de iones de litio.Normalmente, isto non é un gran problema porque pódese aumentar a capacidade do banco de baterías conectando varias baterías en paralelo.Isto pode non ser ideal para unha aplicación onde se require unha densidade de enerxía extrema nun espazo moi lixeiro, como os vehículos eléctricos con batería.

Ciclos de vida da batería

As baterías de fosfato de ferro e litio teñen unha vida útil que comeza nuns 2.000 ciclos completos de descarga e aumenta dependendo da profundidade da descarga.As células e o sistema de xestión da batería interna (BMS) utilizados en Dragonfly Energy foron probados en máis de 5.000 ciclos de descarga completos mantendo o 80% da capacidade da batería orixinal.

O LFP é o segundo só despois do titanato de litio en vida útil.Non obstante, as baterías LTO foron tradicionalmente a opción de batería de ión-litio máis cara, polo que os custos son prohibitivos para a maioría das aplicacións.

Taxa de descarga

A taxa de descarga mídese nun múltiplo da capacidade da batería, o que significa que unha taxa de descarga de 1C para unha batería de 100 Ah é de 100 A continua.As baterías LFP dispoñibles no comercio teñen tradicionalmente unha clasificación de descarga continua de 1C, pero poden superar esta durante períodos curtos dependendo do sistema de xestión da batería.

As propias células LFP normalmente poden proporcionar unha descarga de 25C durante períodos curtos de forma segura.A capacidade de superar 1C permítelle usar baterías LFP en aplicacións de alta potencia que poden ter picos de inicio no consumo actual.

Temperaturas de funcionamento

As baterías LFP non entran en condicións de fuga térmica ata uns 270 graos centígrados.En comparación coas outras opcións comúns de batería de iones de litio, as baterías LFP teñen o segundo límite de temperatura de funcionamento máis alto.

Superar o límite de temperatura nunha batería de iones de litio provoca danos e pode provocarfuga térmica, posiblemente provocando un incendio.O alto límite operativo de LFP diminúe significativamente a posibilidade de que se produza un evento de fuga térmica.Combinado cun BMS de alta calidade para apagar as células moito antes destas condicións (a uns 57 graos Celsius), LFP ofrece vantaxes de seguridade significativas.

Vantaxes de seguridade

As baterías LFP son unha das químicas estables de todas as opcións de iones de litio.Esta estabilidade convérteos nunha das opcións máis seguras tanto para aplicacións orientadas ao consumidor como para as industrias.

A única outra opción comparablemente segura é o titanato de litio, que, de novo, adoita ter un custo prohibitivo e non funciona coa tensión correcta na maioría das situacións para unha substitución de 12 V.

Fosfato de ferro de litio vs.Baterías de plomo-ácido

As baterías de fosfato de ferro de litio ofrecen moitasvantaxes sobre as baterías de chumbo-ácido tradicionais.O máis destacable é que as baterías LFP teñen aproximadamente catro veces a densidade de enerxía das baterías de chumbo-ácido.Podes realizar un ciclo profundo das baterías LFP repetidamente sen danalas.Tamén recargan 5 máis rápido que as baterías de chumbo-ácido.

Esta alta densidade enerxética leva a un maior tempo de execución ao mesmo tempo que reduce o peso do sistema de batería.

A reacción química dentro das baterías de chumbo-ácido provoca a descarga de gases, o que require que as baterías sexan ventiladas e recargadas periódicamente con auga polo usuario.Se as baterías non se almacenan en posición vertical, a solución ácida pode filtrarse, danando a batería e causando un desorde.Alternativamente, as baterías LFP non emiten gas e non precisan ser ventiladas nin recargadas.Aínda mellor, podes montalos en calquera orientación.

As baterías LFP son inicialmente máis caras que as baterías de chumbo-ácido.Non obstante, a longa vida útil das baterías LFP compensa o seu alto custo inicial.Na maioría dos casos, as baterías LFP durarán entre 5 e 10 veces máis que as baterías de chumbo-ácido, o que supón un importante aforro global de custos.

Mellores baterías de fosfato de ferro de litio para substituír aplicacións de baterías de chumbo-ácido

Hai moitas baterías de ión-litio dispoñibles e algunhas incluso superan o fosfato de ferro de litio en determinadas categorías de rendemento.Non obstante, cando se trata de substituír baterías de chumbo-ácido de 12 voltios, LFP é a mellor opción dispoñible.

A principal razón para isto é que a tensión nominal da cela para o fosfato de ferro de litio é de 3,2 voltios.A tensión nominal dunha batería de chumbo-ácido de 12 voltios é duns 12,7 voltios.Así, conectar catro celas en serie dentro dunha batería produce 12,8 voltios (4 x 3,2 = 12,8), case unha combinación perfecta.Isto non é posible con ningún outro tipo de batería de ión-litio.

Ademais dunha coincidencia de voltaxe case perfecta, LFP ofrece outras vantaxes como substitución de chumbo-ácido.Como se comentou anteriormente, as baterías LFP son de longa duración, estables, seguras, duradeiras, lixeiras e teñen unha alta densidade de enerxía.Isto fai que sexan un excelente axuste para moitas aplicacións.Cousas comomotores de arrastre,RVs,carros de golf, e máis aplicacións que tradicionalmente dependeron de baterías de chumbo-ácido.

Dragonfly Energy e Battle Born Batteries constrúen algunhas das mellores baterías de fosfato de ferro de litio dispoñibles.Están orgullosos deseñados e montados nos Estados Unidos cos materiais de maior calidade dispoñibles.Ademais, cada batería está rigorosamente probada e listada UL.

Cada batería tamén inclúe unha integradasistema de xestión de bateríaspara garantir que a batería funcione con seguridade en todas as condicións.Dragonfly Energy e Battle Born Batteries teñen miles de baterías instaladas e funcionando con seguridade en moitas aplicacións diferentes en todo o mundo.

Agora xa sabes

En conclusión, o fosfato de ferro de litio é só un dos moitos tipos diferentes de baterías de ión-litio dispoñibles.Non obstante, o conxunto único de características que compoñen as baterías LFP convértenas nunha fantástica alternativa ás baterías de chumbo-ácido de 12 voltios do pasado.