È un malinteso comune che le batterie al litio ferro fosfato siano diverse dalle batterie agli ioni di litio.In realtà, esistono molti tipi di batterie agli ioni di litio e il litio ferro fosfato è solo una di queste.
Diamo un'occhiata a cos'è esattamente il litio ferro fosfato, perché è un'ottima scelta per determinati tipi di batterie e come si confronta con altre opzioni di batterie agli ioni di litio.
Cos'è il litio ferro fosfato?
Il fosfato di ferro e litio è un composto chimico LiFePO4 o "LFP" in breve.LFP offre buone prestazioni elettrochimiche, bassa resistenza ed è uno dei materiali catodici più sicuri e stabili disponibili per le batterie agli ioni di litio.
Cos'è una batteria al litio ferro fosfato?
Le batterie al litio ferro fosfato sono un tipo di batteria agli ioni di litio che utilizza il litio ferro fosfato come materiale catodico per immagazzinare gli ioni di litio.Le batterie LFP utilizzano tipicamente la grafite come materiale anodico.La composizione chimica delle batterie LFP conferisce loro un'elevata corrente nominale, una buona stabilità termica e un lungo ciclo di vita.
La maggior parte delle batterie al litio ferro fosfato hanno quattro celle collegate in serie.La tensione nominale di una cella della batteria LFP è di 3,2 volt.Collegando quattro celle della batteria LFP in serie si ottiene una batteria da 12 volt che rappresenta un'eccellente opzione di sostituzione per molte batterie al piombo-acido da 12 volt.
Litio Ferro Fosfato vs.Tipi alternativi di ioni di litio
Il litio ferro fosfato è solo uno dei tanti tipi di batterie agli ioni di litio.La modifica del composto chimico per il catodo crea diversi tipi di batterie agli ioni di litio.Alcune delle opzioni più comuni sono ossido di litio cobalto (LCO), ossido di litio manganese (LMO), ossido di litio nichel cobalto (NCA), ossido di litio nichel manganese cobalto (NMC) e litio titanato (LTO).
Ciascuno di questi tipi di batterie presenta diversi punti di forza e di debolezza che li rendono adatti a diverse applicazioni.Osservando le principali proprietà di questi tipi di batterie, possiamo vedere dove si collocano le batterie al litio ferro fosfato e per quali applicazioni sono le migliori.
Densita 'energia
Le batterie LFP hanno una delle potenze specifiche più elevate tra gli altri tipi agli ioni di litio.In altre parole, un’elevata potenza specifica significa che le batterie LFP possono fornire elevate quantità di corrente e potenza senza surriscaldarsi.
D’altro canto, è importante tenere presente che le batterie LFP hanno una delle classi di energia specifica più basse.Una bassa energia specifica significa che le batterie LFP hanno una capacità di accumulo di energia inferiore in termini di peso rispetto ad altre opzioni agli ioni di litio.Questo in genere non è un grosso problema perché è possibile aumentare la capacità del banco batterie collegando più batterie in parallelo.Questo potrebbe non essere l’ideale per un’applicazione in cui è richiesta un’estrema densità di energia in uno spazio molto leggero, come i veicoli elettrici a batteria.
Cicli di durata della batteria
Le batterie al litio ferro fosfato hanno una durata che inizia con circa 2.000 cicli di scarica completa e aumenta a seconda della profondità di scarica.Le celle e il sistema di gestione della batteria interna (BMS) utilizzati da Dragonfly Energy sono stati testati per oltre 5.000 cicli di scarica completa mantenendo l'80% della capacità della batteria originale.
LFP è secondo solo al titanato di litio in termini di durata della vita.Tuttavia, le batterie LTO sono tradizionalmente le batterie agli ioni di litio più costose, il che le rende proibitive in termini di costi per la maggior parte delle applicazioni.
Tasso di scarico
La velocità di scarica è misurata in un multiplo della capacità della batteria, il che significa che una velocità di scarica di 1°C per una batteria da 100 Ah è pari a 100 A continui.Le batterie LFP disponibili in commercio hanno tradizionalmente un valore nominale di scarica continua di 1C, ma possono superarlo per brevi periodi a seconda del sistema di gestione della batteria.
Le stesse celle LFP in genere possono fornire una scarica a 25°C per brevi periodi in modo sicuro.La capacità di superare 1°C consente di utilizzare le batterie LFP in applicazioni ad alta potenza che potrebbero presentare picchi di avvio nell'assorbimento di corrente.
Temperature di funzionamento
Le batterie LFP non entrano in condizioni di fuga termica fino a circa 270 gradi Celsius.Rispetto alle altre opzioni comuni di batterie agli ioni di litio, le batterie LFP hanno il secondo limite di temperatura operativa più alto.
Il superamento del limite di temperatura su una batteria agli ioni di litio provoca danni e può portare afuga termica, con il rischio di provocare un incendio.L'elevato limite operativo dell'LFP riduce significativamente la possibilità di un evento di fuga termica.In combinazione con un BMS di alta qualità per spegnere le celle ben prima di queste condizioni (a circa 57 gradi Celsius), l’LFP offre significativi vantaggi in termini di sicurezza.
Vantaggi per la sicurezza
Le batterie LFP sono una delle caratteristiche chimiche stabili di tutte le opzioni agli ioni di litio.Questa stabilità li rende una delle opzioni più sicure sia per le applicazioni rivolte al consumatore che a quelle industriali.
L'unica altra opzione comparabilmente sicura è il titanato di litio, che ancora una volta ha un costo proibitivo e non funziona alla tensione corretta nella maggior parte delle situazioni per una sostituzione a 12 V.
Litio Ferro Fosfato vs.Batterie al piombo
Le batterie al litio ferro fosfato ne offrono moltevantaggi rispetto alle tradizionali batterie al piombo.Il più notevole è che le batterie LFP hanno circa quattro volte la densità energetica delle batterie al piombo-acido.È possibile sottoporre a ciclo profondo le batterie LFP ripetutamente senza danneggiarle.Inoltre si ricaricano 5 più velocemente delle batterie al piombo.
Questa elevata densità di energia porta a un tempo di funzionamento più lungo riducendo contemporaneamente il peso del sistema batteria.
La reazione chimica all'interno delle batterie al piombo provoca la formazione di gas, che richiede che le batterie vengano ventilate e riempite periodicamente con acqua da parte dell'utente.Se le batterie non vengono conservate in posizione verticale, la soluzione acida può fuoriuscire, danneggiando la batteria e provocando confusione.In alternativa, le batterie LFP non rilasciano gas e non necessitano di essere ventilate o ricaricate.Ancora meglio, puoi montarli con qualsiasi orientamento.
Le batterie LFP sono inizialmente più costose delle batterie al piombo.Tuttavia, la lunga durata delle batterie LFP ne compensa gli elevati costi iniziali.Nella maggior parte dei casi, le batterie LFP durano 5-10 volte di più rispetto alle batterie al piombo-acido, con un conseguente notevole risparmio sui costi complessivi.
Le migliori batterie al litio ferro fosfato per la sostituzione di applicazioni con batterie al piombo
Sono disponibili molte diverse batterie agli ioni di litio e alcune addirittura superano il litio ferro fosfato in determinate categorie di prestazioni.Tuttavia, quando si tratta di sostituire le batterie al piombo-acido da 12 volt, LFP è la migliore opzione disponibile.
La ragione principale di ciò è che la tensione nominale della cella per il litio ferro fosfato è di 3,2 volt.La tensione nominale di una batteria al piombo-acido da 12 volt è di circa 12,7 volt.Pertanto, collegando quattro celle in serie all'interno di una batteria si ottengono 12,8 volt (4 x 3,2 = 12,8) – quasi una corrispondenza perfetta!Ciò non è possibile con nessun altro tipo di batteria agli ioni di litio.
Oltre a una corrispondenza di tensione quasi perfetta, LFP offre altri vantaggi come sostituto del piombo-acido.Come discusso in precedenza, le batterie LFP sono durevoli, stabili, sicure, durevoli, leggere e hanno un'elevata densità di energia.Questo li rende una soluzione eccellente per molte applicazioni!Cose comemotori da traina,Camper,carrelli da golfe altre applicazioni che tradizionalmente si basavano su batterie al piombo-acido.
Le batterie Dragonfly Energy e Battle Born producono alcune delle migliori batterie al litio ferro fosfato disponibili.Sono progettati e assemblati con orgoglio negli Stati Uniti con materiali della massima qualità disponibili.Inoltre, ogni batteria è rigorosamente testata e certificata UL.
Ogni batteria include anche un integratosistema di gestione della batteriaper garantire che la batteria funzioni in sicurezza in tutte le condizioni.Dragonfly Energy e Battle Born Batteries hanno migliaia di batterie installate e funzionanti in sicurezza in molte applicazioni diverse in tutto il mondo.
Ora sai
In conclusione, il litio ferro fosfato è solo uno dei tanti diversi tipi di batterie agli ioni di litio disponibili.Tuttavia, l'insieme unico di caratteristiche che compongono le batterie LFP le rendono una fantastica alternativa alle batterie al piombo-acido da 12 volt del passato.
Orario di pubblicazione: 30 settembre 2022