Kaj je litijev železov fosfat?

Pogosta napačna predstava je, da se litij-železo-fosfatne baterije razlikujejo od litij-ionskih baterij.V resnici obstaja veliko vrst litij-ionskih baterij in litij-železov fosfat je le ena izmed njih.

Oglejmo si, kaj točno je litij-železov fosfat, zakaj je odlična izbira za nekatere vrste baterij in kakšen je v primerjavi z drugimi možnostmi litij-ionskih baterij.

Kaj je litijev železov fosfat?

Litijev železov fosfat je kemična spojina LiFePO4 ali na kratko »LFP«.LFP ponuja dobre elektrokemične lastnosti, nizko odpornost in je eden najvarnejših in najstabilnejših katodnih materialov, ki so na voljo za litij-ionske baterije.

Kaj je litij železofosfatna baterija?

Litij-železo-fosfatne baterije so vrsta litij-ionske baterije, ki uporablja litij-železov fosfat kot katodni material za shranjevanje litijevih ionov.LFP baterije običajno uporabljajo grafit kot anodni material.Kemična sestava baterij LFP jim daje visok nazivni tok, dobro toplotno stabilnost in dolgo življenjsko dobo.

Večina litij-železo-fosfatnih baterij ima štiri zaporedno povezane baterijske celice.Nazivna napetost LFP baterijske celice je 3,2 volta.Serijsko povezovanje štirih baterijskih celic LFP povzroči 12-voltno baterijo, ki je odlična nadomestna možnost za številne 12-voltne svinčeno-kislinske baterije.

Litijev železov fosfat vs.Alternativne vrste litij-ionskih

Litijev železov fosfat je le ena od mnogih vrst litij-ionskih baterij.Spreminjanje kemične spojine za katodo ustvari različne vrste litij-ionskih baterij.Nekatere najpogostejše možnosti so litijev kobaltov oksid (LCO), litijev manganov oksid (LMO), litijev nikelj kobaltov aluminijev oksid (NCA), litijev nikelj manganov kobaltov oksid (NMC) in litijev titanat (LTO).

Vsaka od teh vrst baterij ima različne prednosti in slabosti, zaradi katerih so primerne za različne aplikacije.Če pogledamo glavne lastnosti teh vrst baterij, lahko vidimo, kje stojijo litij-železo-fosfatne baterije in za katere aplikacije so najboljše.

Gostota energije

LFP baterije imajo med drugimi litij-ionskimi vrstami eno najvišjih ocen specifične moči.Z drugimi besedami, visoka specifična moč pomeni, da lahko LFP baterije zagotavljajo velike količine toka in moči brez pregrevanja.

Po drugi strani pa je pomembno upoštevati, da imajo LFP baterije eno najnižjih specifičnih energijskih ocen.Nizka specifična energija pomeni, da imajo LFP baterije manjšo zmogljivost shranjevanja energije na težo kot druge litij-ionske možnosti.To običajno ni velik problem, ker je mogoče povečati kapaciteto baterije z vzporedno povezavo več baterij.To morda ni idealno za aplikacijo, kjer je potrebna izjemna gostota energije v zelo svetlem prostoru, kot so električna vozila na baterije.

Življenjski cikli baterije

Litij-železo-fosfatne baterije imajo življenjsko dobo, ki se začne pri približno 2000 polnih ciklih praznjenja in se povečuje glede na globino praznjenja.Celice in notranji sistem za upravljanje baterije (BMS), ki se uporablja pri Dragonfly Energy, so bili preizkušeni na več kot 5000 ciklih polnega praznjenja, pri čemer so ohranili 80 % prvotne zmogljivosti baterije.

LFP je po življenjski dobi takoj za litijevim titanatom.Vendar so bile baterije LTO tradicionalno najdražja možnost litij-ionskih baterij, zaradi česar so za večino aplikacij stroškovno previsoke.

Stopnja praznjenja

Stopnja praznjenja se meri v večkratniku kapacitete baterije, kar pomeni, da je stopnja praznjenja 1C za baterijo 100 Ah neprekinjena 100 A.Komercialno dostopne baterije LFP imajo običajno stopnjo neprekinjenega praznjenja 1C, vendar jo lahko za kratka obdobja presežejo, odvisno od sistema za upravljanje baterije.

LFP celice same običajno lahko varno zagotovijo 25C praznjenje za kratka obdobja.Zmožnost preseganja 1C vam omogoča uporabo baterij LFP v aplikacijah z visoko močjo, ki imajo lahko zagonske skoke v trenutni porabi.

Delovne temperature

Baterije LFP ne pridejo v pogoje toplotnega uhajanja do približno 270 stopinj Celzija.V primerjavi z drugimi pogostimi možnostmi litij-ionskih baterij imajo LFP baterije drugo najvišjo mejo delovne temperature.

Preseganje temperaturne omejitve na litij-ionski bateriji povzroči poškodbe in lahko povzročitoplotni beg, kar lahko povzroči požar.Visoka meja delovanja LFP znatno zmanjša možnost dogodka termičnega uhajanja.V kombinaciji z visokokakovostnim BMS, ki izklopi celice veliko pred temi pogoji (pri približno 57 stopinjah Celzija), LFP ponuja pomembne varnostne prednosti.

Varnostne prednosti

LFP baterije so ena od stabilnih kemijskih lastnosti vseh litij-ionskih možnosti.Zaradi te stabilnosti so ena najvarnejših možnosti tako za potrošniško kot industrijsko uporabo.

Edina druga primerljivo varna možnost je litijev titanat, ki je spet običajno previsok in v večini primerov ne deluje pri pravilni napetosti za zamenjavo 12 V.

Litijev železov fosfat vs.Svinčeno-kislinske baterije

Litij železofosfatne baterije ponujajo velikoprednosti pred tradicionalnimi svinčeno-kislinskimi baterijami.Najbolj opazno je, da imajo LFP baterije približno štirikrat večjo energijsko gostoto kot svinčeno-kislinske baterije.Baterije LFP lahko večkrat napolnite, ne da bi jih poškodovali.Prav tako se napolnijo 5 hitreje kot svinčeve baterije.

Ta visoka energijska gostota vodi do daljšega časa delovanja ob hkratnem zmanjšanju teže baterijskega sistema.

Kemična reakcija v svinčeno-kislinskih baterijah povzroči izločanje plinov, zaradi česar mora uporabnik baterije odzračiti in občasno ponovno napolniti z vodo.Če baterije niso shranjene pokonci, lahko raztopina kisline izteče, poškoduje baterijo in povzroči nered.Druga možnost je, da LFP baterije ne oddajajo plinov in jih ni treba odzračevati ali ponovno polniti.Še bolje, lahko jih namestite v kateri koli smeri.

LFP baterije so na začetku dražje od svinčenih baterij.Vendar pa dolga življenjska doba baterij LFP uravnoteži njihove visoke vnaprejšnje stroške.V večini primerov bodo baterije LFP zdržale 5-10-krat dlje kot svinčeno-kislinske baterije, kar ima za posledico znatne skupne prihranke stroškov.

Najboljše litij-železo-fosfatne baterije za zamenjavo aplikacij za svinčeno-kislinske baterije

Na voljo je veliko različnih litij-ionskih baterij, nekatere celo presegajo litij-železov fosfat v določenih kategorijah zmogljivosti.Ko pa gre za zamenjavo 12-voltnih svinčeno-kislinskih baterij, je LFP najboljša razpoložljiva možnost.

Glavni razlog za to je, da je nazivna napetost celice za litijev železov fosfat 3,2 volta.Nazivna napetost 12-voltne svinčeno-kislinske baterije je približno 12,7 voltov.Tako serijska povezava štirih celic v bateriji povzroči 12,8 voltov (4 x 3,2 = 12,8) – skoraj popolno ujemanje!To ni mogoče z nobeno drugo vrsto litij-ionske baterije.

Poleg skoraj popolnega ujemanja napetosti LFP ponuja druge prednosti kot nadomestek za svinčeno kislino.Kot je razloženo zgoraj, so LFP baterije dolgotrajne, stabilne, varne, vzdržljive, lahke in imajo visoko energijsko gostoto.Zaradi tega se odlično prilegajo številnim aplikacijam!Stvari, kot sotrolling motorji,Avtodomi,vozički za golfin več aplikacij, ki so se tradicionalno zanašale na svinčeno-kislinske baterije.

Dragonfly Energy in Battle Born Batteries izdelujeta nekaj najboljših razpoložljivih litij-železo-fosfatnih baterij.Ponosno so zasnovani in sestavljeni v Združenih državah Amerike z najkakovostnejšimi razpoložljivimi materiali.Poleg tega je vsaka baterija strogo testirana in navedena na UL.

Vsaka baterija vključuje tudi integriranosistem za upravljanje baterijeda zagotovite varno delovanje baterije v vseh pogojih.Dragonfly Energy in Battle Born Batteries imajo na tisoče nameščenih baterij, ki varno delujejo v številnih različnih aplikacijah po vsem svetu.

Zdaj veš

Skratka, litij-železov fosfat je le ena od mnogih različnih vrst litij-ionskih baterij, ki so na voljo.Vendar pa so zaradi edinstvenega nabora lastnosti, ki sestavljajo baterije LFP, fantastična alternativa 12-voltnim svinčeno-kislinskim baterijam iz preteklosti.