Čo je fosforečnan lítno-železitý?

Je bežnou mylnou predstavou, že lítium-železofosfátové batérie sú iné ako lítium-iónové batérie.V skutočnosti existuje veľa typov lítium-iónových batérií a fosforečnan lítno-železitý je len jedným z nich.

Poďme sa pozrieť na to, čo presne je fosforečnan lítno-železitý, prečo je to skvelá voľba pre určité typy batérií a ako sa porovnáva s inými možnosťami lítium-iónových batérií.

Čo je fosforečnan lítno-železitý?

Fosforečnan lítno-železitý je chemická zlúčenina LiFePO4 alebo skrátene „LFP“.LFP ponúka dobrý elektrochemický výkon, nízky odpor a je jedným z najbezpečnejších a najstabilnejších katódových materiálov dostupných pre lítium-iónové batérie.

Čo je to lítium-železofosfátová batéria?

Lítium-železofosfátové batérie sú typom lítium-iónovej batérie, ktorá využíva fosforečnan lítno-železitý ako katódový materiál na ukladanie lítiových iónov.Batérie LFP zvyčajne používajú ako materiál anódy grafit.Chemické zloženie batérií LFP im dáva vysoký prúd, dobrú tepelnú stabilitu a dlhú životnosť.

Väčšina lítium-železofosfátových batérií má štyri batériové články zapojené do série.Menovité napätie LFP batériového článku je 3,2 V.Zapojenie štyroch batériových článkov LFP do série vedie k 12-voltovej batérii, ktorá je vynikajúcou náhradou mnohých 12-voltových olovených batérií.

Lítium-železnatý fosforečnan vs.Alternatívne lítium-iónové typy

Fosforečnan lítno-železitý je len jedným z mnohých typov lítium-iónových batérií.Zmenou chemickej zlúčeniny pre katódu vznikajú rôzne druhy lítium-iónových batérií.Niektoré z najbežnejších možností sú oxid lítno-kobaltnatý (LCO), oxid lítno-mangánový (LMO), oxid lítno-nikel-kobalt-hlinitý (NCA), lítium-nikel-mangánový oxid kobaltnatý (NMC) a titanát lítny (LTO).

Každý z týchto typov batérií má rôzne silné a slabé stránky, vďaka ktorým sú vhodné pre rôzne aplikácie.Pri pohľade na hlavné vlastnosti týchto typov batérií vidíme, kde stoja lítium-železofosfátové batérie a pre ktoré aplikácie sú najlepšie.

Hustota energie

Batérie LFP majú spomedzi ostatných lítium-iónových typov jeden z najvyšších špecifických výkonov.Inými slovami, vysoký špecifický výkon znamená, že batérie LFP môžu dodávať veľké množstvo prúdu a energie bez prehriatia.

Na druhej strane je dôležité mať na pamäti, že batérie LFP majú jedno z najnižších špecifických energetických hodnotení.Nízka špecifická energia znamená, že batérie LFP majú menšiu kapacitu akumulácie energie na hmotnosť ako iné lítium-iónové možnosti.Zvyčajne to nie je veľký problém, pretože zvýšenie kapacity batérie sa dá dosiahnuť paralelným pripojením viacerých batérií.To nemusí byť ideálne pre aplikácie, kde sa vyžaduje extrémna hustota energie vo veľmi svetlom priestore, ako sú batériové elektrické vozidlá.

Životné cykly batérie

Lítium-železofosfátové batérie majú životnosť, ktorá začína na približne 2 000 cykloch úplného vybitia a zvyšuje sa v závislosti od hĺbky vybitia.Články a interný systém správy batérií (BMS) používaný v Dragonfly Energy boli testované na viac ako 5 000 cyklov úplného vybitia pri zachovaní 80 % kapacity pôvodnej batérie.

LFP je na druhom mieste po lítium-titanátu v životnosti.LTO batérie sú však tradične najdrahšou možnosťou lítium-iónových batérií, vďaka čomu sú pre väčšinu aplikácií cenovo nedostupné.

Rýchlosť vybíjania

Rýchlosť vybíjania sa meria v násobku kapacity batérie, čo znamená, že rýchlosť vybíjania 1C pre batériu 100Ah je 100A nepretržite.Komerčne dostupné batérie LFP majú tradične hodnotenie nepretržitého vybíjania 1C, ale môže ho krátkodobo prekročiť v závislosti od systému správy batérií.

Samotné články LFP zvyčajne dokážu krátkodobo bezpečne zabezpečiť vybíjanie 25 °C.Schopnosť prekročiť 1C vám umožňuje používať batérie LFP vo vysokovýkonných aplikáciách, ktoré môžu mať štartovacie špičky v odbere prúdu.

Prevádzkové teploty

Batérie LFP sa dostanú do tepelných podmienok až pri teplote okolo 270 stupňov Celzia.V porovnaní s inými bežnými lítium-iónovými batériami majú batérie LFP druhý najvyšší limit prevádzkovej teploty.

Prekročenie teplotného limitu na lítium-iónovej batérii spôsobuje poškodenie a môže viesť ktepelný útek, čo môže mať za následok požiar.Vysoký prevádzkový limit LFP výrazne znižuje možnosť tepelného úniku.V kombinácii s vysokokvalitným BMS na vypnutie článkov ešte pred týmito podmienkami (pri teplote okolo 57 stupňov Celzia) ponúka LFP významné bezpečnostné výhody.

Bezpečnostné výhody

Batérie LFP sú jednou zo stabilných chemických látok všetkých lítium-iónových možností.Táto stabilita z nich robí jednu z najbezpečnejších možností pre spotrebiteľské aj priemyselné aplikácie.

Jedinou ďalšou porovnateľne bezpečnou možnosťou je titaničitan lítny, ktorý je opäť zvyčajne cenovo nedostupný a vo väčšine situácií nefunguje pri správnom napätí pri výmene 12 V.

Lítium-železnatý fosforečnan vs.Olovené batérie

Lítium-železofosfátové batérie ponúkajú veľavýhody oproti tradičným oloveným batériám.Najpozoruhodnejšie je, že batérie LFP majú asi štyrikrát vyššiu energetickú hustotu ako olovené batérie.Batérie LFP môžete opakovane hlboko cyklovať bez toho, aby ste ich poškodili.Dobíjajú sa tiež o 5 rýchlejšie ako olovené batérie.

Táto vysoká hustota energie vedie k dlhšej dobe chodu pri súčasnom znížení hmotnosti batériového systému.

Chemická reakcia vo vnútri olovených batérií spôsobuje uvoľňovanie plynov, čo si vyžaduje, aby batérie boli odvzdušnené a pravidelne ich používateľ dopĺňal vodou.Ak batérie nie sú skladované vo zvislej polohe, roztok kyseliny môže vytiecť, poškodiť batériu a spôsobiť neporiadok.Prípadne batérie LFP neuvoľňujú plyn a nie je potrebné ich odvzdušňovať ani dopĺňať.Ešte lepšie je, že ich môžete namontovať v ľubovoľnej orientácii.

Batérie LFP sú spočiatku drahšie ako olovené batérie.Dlhá životnosť batérií LFP však vyvažuje ich vysoké počiatočné náklady.Vo väčšine prípadov batérie LFP vydržia 5-10 krát dlhšie ako olovené batérie, čo má za následok výrazné celkové úspory nákladov.

Najlepšie lítium-železofosfátové batérie na výmenu olovených batérií

K dispozícii je veľa rôznych lítium-iónových batérií a niektoré dokonca v určitých výkonnostných kategóriách prevyšujú fosforečnan lítno-železitý.Pokiaľ však ide o výmenu 12-voltových olovených batérií, LFP je najlepšou dostupnou možnosťou.

Hlavným dôvodom je, že menovité napätie článku pre fosforečnan lítno-železitý je 3,2 voltu.Menovité napätie 12-voltovej olovenej batérie je približne 12,7 voltu.Zapojenie štyroch článkov do série vnútri batérie teda poskytuje 12,8 voltov (4 x 3,2 = 12,8) – takmer dokonalá zhoda!To nie je možné so žiadnym iným typom lítium-iónovej batérie.

Okrem takmer dokonalej zhody napätia ponúka LFP aj ďalšie výhody ako náhrada olova a kyseliny.Ako je uvedené vyššie, batérie LFP majú dlhú životnosť, sú stabilné, bezpečné, odolné, ľahké a majú vysokú hustotu energie.Vďaka tomu sa výborne hodia pre mnoho aplikácií!Veci akotrollingové motory,RV,golfové vozíkya ďalšie aplikácie, ktoré sa tradične spoliehali na olovené batérie.

Batérie Dragonfly Energy a Battle Born vytvárajú jedny z najlepších dostupných lítium-železofosfátových batérií.Sú hrdo navrhnuté a zostavené v Spojených štátoch s najkvalitnejšími dostupnými materiálmi.Okrem toho je každá batéria prísne testovaná a uvedená v zozname UL.

Súčasťou každej batérie je aj integrsystém správy batérieaby batéria fungovala bezpečne za všetkých podmienok.Batérie Dragonfly Energy a Battle Born majú tisíce batérií nainštalovaných a bezpečne fungujúcich v mnohých rôznych aplikáciách po celom svete.

Teraz viete

Záverom možno povedať, že fosforečnan lítno-železitý je len jedným z mnohých rôznych typov dostupných lítium-iónových batérií.Jedinečný súbor charakteristík, ktoré tvoria batérie LFP, z nich však robí fantastickú alternatívu k 12-voltovým oloveným batériám z minulosti.