Распространенным заблуждением является мнение, что литий-железо-фосфатные батареи отличаются от литий-ионных батарей.На самом деле существует множество типов литий-ионных аккумуляторов, и литий-железо-фосфатный — лишь один из них.
Давайте посмотрим, что такое литий-железо-фосфат, почему он является отличным выбором для определенных типов аккумуляторов и чем он отличается от других вариантов литий-ионных аккумуляторов.
Что такое литий-железофосфат?
Литий-железофосфат представляет собой химическое соединение LiFePO4 или сокращенно «LFP».LFP обладает хорошими электрохимическими характеристиками, низким сопротивлением и является одним из самых безопасных и стабильных катодных материалов, доступных для литий-ионных батарей.
Что такое литий-железо-фосфатный аккумулятор?
Литий-железо-фосфатные батареи — это тип литий-ионной батареи, в которой в качестве катодного материала для хранения ионов лития используется литий-железо-фосфат.В батареях LFP в качестве анодного материала обычно используется графит.Химический состав аккумуляторов LFP обеспечивает им высокий номинальный ток, хорошую термическую стабильность и длительный срок службы.
Большинство литий-железо-фосфатных аккумуляторов имеют четыре аккумуляторных элемента, соединенных последовательно.Номинальное напряжение аккумуляторной ячейки LFP составляет 3,2 Вольта.При последовательном соединении четырех аккумуляторных элементов LFP получается 12-вольтовая батарея, которая является отличным вариантом замены многих 12-вольтовых свинцово-кислотных батарей.
Литий-железо-фосфат против.Альтернативные типы литий-ионных аккумуляторов
Литий-железо-фосфатный аккумулятор — это лишь один из многих типов литий-ионных аккумуляторов.Изменение химического состава катода позволяет создавать различные виды литий-ионных батарей.Некоторыми из наиболее распространенных вариантов являются оксид лития-кобальта (LCO), оксид лития-марганца (LMO), оксид лития-никеля-кобальта-алюминия (NCA), оксид лития-никеля-марганца-кобальта (NMC) и титанат лития (LTO).
Каждый из этих типов аккумуляторов имеет свои сильные и слабые стороны, что делает их подходящими для различных применений.Глядя на основные свойства этих типов батарей, мы можем увидеть, где находятся литий-железо-фосфатные батареи и для каких применений они лучше всего подходят.
Плотность энергии
Аккумуляторы LFP имеют один из самых высоких показателей удельной мощности среди других типов литий-ионных аккумуляторов.Другими словами, высокая удельная мощность означает, что батареи LFP могут выдавать большие значения тока и мощности без перегрева.
С другой стороны, важно иметь в виду, что батареи LFP имеют один из самых низких показателей удельной энергии.Низкая удельная энергия означает, что батареи LFP имеют меньшую емкость хранения энергии на вес, чем другие литий-ионные варианты.Обычно это не имеет большого значения, поскольку увеличить емкость аккумуляторного блока можно путем параллельного подключения нескольких аккумуляторов.Это может быть не идеально для приложений, где требуется чрезвычайная плотность энергии в очень легком пространстве, например, для электромобилей с аккумуляторной батареей.
Срок службы батареи
Срок службы литий-железо-фосфатных батарей начинается примерно с 2000 циклов полной разрядки и увеличивается в зависимости от глубины разряда.Элементы и внутренняя система управления батареями (BMS), используемые в Dragonfly Energy, были протестированы на выдержку более 5000 циклов полной разрядки при сохранении 80% емкости оригинальной батареи.
По продолжительности жизни LFP уступает только титанату лития.Однако батареи LTO традиционно являются самым дорогим вариантом литий-ионных батарей, что делает их непомерно дорогими для большинства применений.
Скорость разряда
Скорость разряда измеряется кратной емкости аккумулятора, то есть скорость разряда 1С для аккумулятора емкостью 100 Ач составляет 100 А непрерывно.Коммерчески доступные батареи LFP традиционно имеют рейтинг непрерывного разряда 1C, но на короткие периоды времени он может превышать этот показатель в зависимости от системы управления батареями.
Сами элементы LFP обычно могут безопасно обеспечивать разряд при температуре 25°C в течение коротких периодов времени.Способность превышать 1C позволяет использовать батареи LFP в приложениях с высокой мощностью, которые могут иметь скачки потребляемого тока при запуске.
Рабочие температуры
Аккумуляторы LFP не выходят из-под контроля при температуре около 270 градусов по Цельсию.По сравнению с другими распространенными вариантами литий-ионных аккумуляторов, аккумуляторы LFP имеют второй по величине предел рабочей температуры.
Превышение предельной температуры литий-ионного аккумулятора приводит к повреждению и может привести ктермический побег, что может привести к пожару.Высокий рабочий предел LFP значительно снижает вероятность температурного выхода из-под контроля.В сочетании с высококачественной системой BMS, обеспечивающей отключение элементов задолго до наступления этих условий (при температуре около 57 градусов Цельсия), LFP обеспечивает значительные преимущества в области безопасности.
Преимущества безопасности
Батареи LFP имеют один из самых стабильных химических свойств среди всех литий-ионных вариантов.Эта стабильность делает их одним из самых безопасных вариантов как для потребительского, так и для промышленного применения.
Единственным другим сравнительно безопасным вариантом является титанат лития, который, как правило, слишком дорог и в большинстве ситуаций не работает при правильном напряжении для замены 12 В.
Литий-железо-фосфат против.Свинцово-кислотные аккумуляторы
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы предлагают множествопреимущества перед традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами.Наиболее примечательным является то, что плотность энергии батарей LFP примерно в четыре раза выше, чем у свинцово-кислотных батарей.Вы можете многократно разряжать батареи LFP, не повреждая их.Они также заряжаются в 5 раз быстрее, чем свинцово-кислотные батареи.
Такая высокая плотность энергии приводит к увеличению времени работы и одновременному снижению веса аккумуляторной системы.
Химическая реакция внутри свинцово-кислотных аккумуляторов вызывает выделение газов, что требует вентиляции аккумуляторов и периодического наполнения их водой пользователем.Если батареи не хранятся в вертикальном положении, раствор кислоты может вытечь, что приведет к повреждению батареи и возникновению беспорядка.Альтернативно, батареи LFP не выделяют газы, и их не нужно удалять или заправлять.Более того, вы можете установить их в любой ориентации.
Аккумуляторы LFP изначально дороже свинцово-кислотных.Однако длительный срок службы батарей LFP компенсирует их высокую первоначальную стоимость.В большинстве случаев батареи LFP служат в 5–10 раз дольше, чем свинцово-кислотные, что приводит к значительной общей экономии средств.
Лучшие литий-железо-фосфатные аккумуляторы для замены свинцово-кислотных аккумуляторов
Доступно множество различных литий-ионных аккумуляторов, а некоторые даже превосходят литий-железо-фосфатные в определенных категориях производительности.Однако, когда дело доходит до замены 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов, LFP является лучшим доступным вариантом.
Основная причина этого заключается в том, что номинальное напряжение элемента для литий-железо-фосфата составляет 3,2 В.Номинальное напряжение свинцово-кислотной батареи напряжением 12 В составляет около 12,7 В.Таким образом, последовательное соединение четырех ячеек внутри батареи дает 12,8 В (4 x 3,2 = 12,8) – почти идеальное совпадение!Это невозможно с любым другим типом литий-ионных аккумуляторов.
Помимо почти идеального соответствия напряжения, LFP предлагает и другие преимущества в качестве замены свинцово-кислотных источников питания.Как обсуждалось выше, батареи LFP долговечны, стабильны, безопасны, долговечны, легки и имеют высокую плотность энергии.Это делает их отличным выбором для многих применений!Вещи кактроллинговые моторы,автофургоны,гольф-карыи другие приложения, которые традиционно использовали свинцово-кислотные аккумуляторы.
Компании Dragonfly Energy и Battle Born Batteries производят одни из лучших на рынке литий-железо-фосфатных аккумуляторов.Они с гордостью разработаны и собраны в Соединенных Штатах с использованием материалов самого высокого качества.Кроме того, каждая батарея тщательно тестируется и внесена в список UL.
Каждая батарея также включает в себя встроенныйсистема управления аккумуляторомдля обеспечения безопасной работы аккумулятора при любых условиях.В компаниях Dragonfly Energy и Battle Born Batteries установлены тысячи батарей, которые безопасно работают во многих различных приложениях по всему миру.
Теперь ты знаешь
В заключение отметим, что литий-железо-фосфат — это лишь один из множества различных типов доступных литий-ионных батарей.Однако уникальный набор характеристик, присущих батареям LFP, делает их фантастической альтернативой 12-вольтовым свинцово-кислотным батареям прошлого.
Время публикации: 30 сентября 2022 г.