Mi az a lítium-vas-foszfát?

Általános tévhit, hogy a lítium-vas-foszfát akkumulátorok különböznek a lítium-ion akkumulátoroktól.A valóságban sokféle lítium-ion akkumulátor létezik, és a lítium-vas-foszfát csak egy ezek közül.

Nézzük meg, mi is az a lítium-vas-foszfát, miért jó választás bizonyos típusú akkumulátorokhoz, és hogyan hasonlítható össze más lítium-ion akkumulátorokkal.

Mi az a lítium-vas-foszfát?

A lítium-vas-foszfát egy kémiai vegyület, a LiFePO4 vagy röviden „LFP”.Az LFP jó elektrokémiai teljesítményt, alacsony ellenállást kínál, és az egyik legbiztonságosabb és legstabilabb lítium-ion akkumulátorokhoz elérhető katódanyag.

Mi az a lítium-vas-foszfát akkumulátor?

A lítium-vas-foszfát akkumulátorok olyan lítium-ion akkumulátorok, amelyek lítium-vas-foszfátot használnak katódanyagként a lítium-ionok tárolására.Az LFP akkumulátorok általában grafitot használnak anódanyagként.Az LFP akkumulátorok kémiai összetétele nagy áramerősséget, jó hőstabilitást és hosszú élettartamot biztosít számukra.

A legtöbb lítium-vas-foszfát akkumulátor négy sorosan vezetékezett akkumulátorcellával rendelkezik.Az LFP akkumulátorcellák névleges feszültsége 3,2 volt.Négy LFP akkumulátorcella sorba kapcsolásával 12 V-os akkumulátort kapunk, amely kiváló cserelehetőség számos 12 V-os ólom-savas akkumulátorhoz.

Lítium-vas-foszfát vs.Alternatív lítium-ion típusok

A lítium-vas-foszfát csak egy a lítium-ion akkumulátorok sok típusa közül.A katód kémiai összetételének megváltoztatása különböző típusú lítium-ion akkumulátorokat eredményez.A leggyakoribb lehetőségek a lítium-kobalt-oxid (LCO), a lítium-mangán-oxid (LMO), a lítium-nikkel-kobalt-alumínium-oxid (NCA), a lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxid (NMC) és a lítium-titanát (LTO).

Ezen akkumulátortípusok mindegyikének különböző erősségei és gyengeségei vannak, amelyek miatt jól illeszkednek a különböző alkalmazásokhoz.Ezen akkumulátortípusok főbb tulajdonságait tekintve láthatjuk, hogy hol állnak a lítium-vas-foszfát akkumulátorok, és mely alkalmazásokhoz a legjobbak.

Energia sűrűség

Az LFP akkumulátorok az egyik legmagasabb fajlagos teljesítményűek a többi lítium-ion típus közül.Más szóval, a nagy fajlagos teljesítmény azt jelenti, hogy az LFP akkumulátorok nagy mennyiségű áramot és teljesítményt képesek leadni túlmelegedés nélkül.

Másrészt fontos szem előtt tartani, hogy az LFP akkumulátorok az egyik legalacsonyabb fajlagos energia besorolásúak.Az alacsony fajlagos energia azt jelenti, hogy az LFP akkumulátorok súlyonként kisebb energiatároló kapacitással rendelkeznek, mint más lítium-ion opciók.Ez jellemzően nem nagy baj, mert az akkumulátorbank kapacitásának növelése több akkumulátor párhuzamos csatlakoztatásával is megoldható.Ez nem feltétlenül ideális olyan alkalmazásokhoz, ahol rendkívüli energiasűrűségre van szükség nagyon világos helyen, például akkumulátoros elektromos járműveknél.

Az akkumulátor élettartama

A lítium-vas-foszfát akkumulátorok élettartama körülbelül 2000 teljes kisütési ciklustól kezdődik, és a kisütés mélységétől függően növekszik.A Dragonfly Energy-nél használt cellákat és a belső akkumulátor-kezelő rendszert (BMS) több mint 5000 teljes kisütési ciklusra tesztelték, miközben az eredeti akkumulátor kapacitásának 80%-át megőrizték.

Az LFP élettartama tekintetében a második a lítium-titanát után.Az LTO-akkumulátorok azonban hagyományosan a legdrágább lítium-ion-akkumulátorok, így a legtöbb alkalmazásnál költségesek.

Kisülési ráta

A kisütési sebességet az akkumulátor kapacitásának többszörösében mérik, ami azt jelenti, hogy egy 100 Ah-s akkumulátor 1C-os kisülési sebessége 100 A folyamatos.A kereskedelemben kapható LFP akkumulátorok hagyományosan 1C folyamatos kisütési besorolással rendelkeznek, de rövid ideig meghaladhatják ezt az akkumulátorkezelő rendszertől függően.

Maguk az LFP-sejtek jellemzően 25 °C-os kisülést tudnak biztosítani rövid ideig biztonságosan.Az 1C-ot meghaladó képesség lehetővé teszi az LFP-akkumulátorok használatát olyan nagy teljesítményű alkalmazásokban, amelyeknél előfordulhatnak indítási tüskék az áramfelvételben.

Üzemi hőmérsékletek

Az LFP-akkumulátorok csak 270 Celsius-fok körüli hőmérsékletűek lesznek.A többi elterjedt lítium-ion akkumulátor-opcióhoz képest az LFP akkumulátorok a második legmagasabb üzemi hőmérsékleti határértékkel rendelkeznek.

A lítium-ion akkumulátor hőmérsékleti határértékének túllépése károsodást okozhat, és atermikus szökés, ami esetleg tüzet okozhat.Az LFP magas működési határa jelentősen csökkenti a termikus átfutási esemény esélyét.A kiváló minőségű BMS-sel kombinálva, hogy a cellákat jóval ezek előtt (körülbelül 57 Celsius fokon) leállítsák, az LFP jelentős biztonsági előnyöket kínál.

Biztonsági előnyök

Az LFP-akkumulátorok a lítium-ion opciók egyik stabil vegyszerei.Ez a stabilitás az egyik legbiztonságosabb opcióvá teszi őket mind a fogyasztói, mind az ipari alkalmazásokhoz.

Az egyetlen másik, viszonylag biztonságos megoldás a lítium-titanát, amely szintén jellemzően költséges, és a legtöbb esetben nem működik a megfelelő feszültségen a 12 V-os cseréhez.

Lítium-vas-foszfát vs.Ólom-savas akkumulátorok

A lítium-vas-foszfát akkumulátorok sok mindent kínálnakelőnyei a hagyományos ólom-savas akkumulátorokhoz képest.A legfigyelemreméltóbb az, hogy az LFP akkumulátorok energiasűrűsége körülbelül négyszer akkora, mint az ólom-savas akkumulátoroké.Az LFP-akkumulátorokat többször is mélyciklusba kapcsolhatja anélkül, hogy károsítaná őket.Ezenkívül 5-tel gyorsabban töltődnek fel, mint az ólom-savas akkumulátorok.

Ez a nagy energiasűrűség hosszabb üzemidőt eredményez, ugyanakkor csökkenti az akkumulátorrendszer súlyát.

Az ólomakkumulátorok belsejében lezajló kémiai reakció gázképződést okoz, ami megköveteli, hogy a felhasználó légtelenítse az akkumulátorokat, és időnként újratöltse vízzel.Ha az elemeket nem függőlegesen tárolja, a savoldat kiszivároghat, ami károsíthatja az akkumulátort és rendetlenséget okozhat.Alternatív megoldásként az LFP akkumulátorok nem bocsátanak ki gázt, és nem kell légteleníteni vagy újratölteni őket.Még jobb, ha bármilyen irányban felszerelheti őket.

Az LFP akkumulátorok kezdetben drágábbak, mint az ólom-savas akkumulátorok.Az LFP-akkumulátorok hosszú élettartama azonban kiegyenlíti a magas előzetes költségüket.A legtöbb esetben az LFP akkumulátorok 5-10-szer tovább bírják, mint az ólom-savas akkumulátorok, ami jelentős általános költségmegtakarítást eredményez.

A legjobb lítium-vas-foszfát akkumulátorok ólom-savas akkumulátor-alkalmazások cseréjéhez

Számos különféle lítium-ion akkumulátor kapható, és egyesek bizonyos teljesítménykategóriákban meghaladják a lítium-vas-foszfátot is.Ha azonban a 12 voltos ólom-savas akkumulátorok cseréjéről van szó, az LFP a legjobb megoldás.

Ennek fő oka, hogy a lítium-vas-foszfát névleges cellafeszültsége 3,2 volt.A 12 voltos ólom-savas akkumulátor névleges feszültsége körülbelül 12,7 volt.Így négy cella sorba kapcsolása egy akkumulátor belsejében 12,8 voltot (4 x 3,2 = 12,8) eredményez – ez szinte tökéletes!Ez semmilyen más lítium-ion akkumulátortípussal nem lehetséges.

A majdnem tökéletes feszültségillesztésen túl az LFP más előnyöket is kínál az ólom-sav helyettesítőként.Mint fentebb tárgyaltuk, az LFP akkumulátorok hosszú élettartamúak, stabilak, biztonságosak, tartósak, könnyűek és nagy energiasűrűséggel rendelkeznek.Ennek köszönhetően számos alkalmazáshoz kiválóan illeszkednek!Dolgok minttrollkodó motorok,lakóautók,golfkocsik, és több olyan alkalmazás, amelyek hagyományosan savas ólomakkumulátorokra támaszkodtak.

A Dragonfly Energy és a Battle Born Battery a legjobb elérhető lítium-vas-foszfát akkumulátorokat építi fel.Büszkén tervezték és szerelték össze az Egyesült Államokban a rendelkezésre álló legjobb minőségű anyagokból.Ezenkívül minden akkumulátort szigorúan tesztelnek, és UL listán szerepelnek.

Minden akkumulátor tartalmaz egy integrált akkumulátort isakkumulátor menedzsment rendszerhogy az akkumulátor minden körülmények között biztonságosan működjön.A Dragonfly Energy és a Battle Born akkumulátorok több ezer akkumulátort tartalmaznak, és világszerte számos alkalmazásban biztonságosan működnek.

Most már tudod

Összefoglalva, a lítium-vas-foszfát csak egy a sok különböző típusú lítium-ion akkumulátor közül.Az LFP akkumulátorokat alkotó egyedi jellemzők azonban fantasztikus alternatívává teszik a múlt 12 voltos ólom-savas akkumulátorait.