Vad är litiumjärnfosfat?

Det är en vanlig missuppfattning att litiumjärnfosfatbatterier skiljer sig från litiumjonbatterier.I verkligheten finns det många typer av litiumjonbatterier, och litiumjärnfosfat är bara en av dem.

Låt oss ta en titt på exakt vad litiumjärnfosfat är, varför det är ett utmärkt val för vissa typer av batterier och hur det kan jämföras med andra alternativ för litiumjonbatterier.

Vad är litiumjärnfosfat?

Litiumjärnfosfat är en kemisk förening LiFePO4 eller förkortat "LFP".LFP erbjuder bra elektrokemisk prestanda, låg resistans och är ett av de säkraste och mest stabila katodmaterialen som finns tillgängliga för litiumjonbatterier.

Vad är ett litiumjärnfosfatbatteri?

Litiumjärnfosfatbatterier är en typ av litiumjonbatterier som använder litiumjärnfosfat som katodmaterial för att lagra litiumjoner.LFP-batterier använder vanligtvis grafit som anodmaterial.Den kemiska sammansättningen av LFP-batterier ger dem en hög strömstyrka, bra termisk stabilitet och en lång livscykel.

De flesta litiumjärnfosfatbatterier har fyra battericeller kopplade i serie.Den nominella spänningen för en LFP-battericell är 3,2 volt.Att ansluta fyra LFP-battericeller i serie resulterar i ett 12-voltsbatteri som är ett utmärkt ersättningsalternativ för många 12-volts blybatterier.

Litiumjärnfosfat vs.Alternativa litiumjontyper

Litiumjärnfosfat är bara en av många typer av litiumjonbatterier.Att ändra den kemiska föreningen för katoden skapar olika typer av litiumjonbatterier.Några av de vanligaste alternativen är litiumkoboltoxid (LCO), litiummanganoxid (LMO), litiumnickelkoboltaluminiumoxid (NCA), litiumnickelmangankoboltoxid (NMC) och litiumtitanat (LTO).

Var och en av dessa batterityper har olika styrkor och svagheter som gör att de passar bra för olika applikationer.Om vi ​​tittar på huvudegenskaperna hos dessa batterityper kan vi se var litiumjärnfosfatbatterier står och för vilka tillämpningar de är bäst.

Energi densitet

LFP-batterier har en av de högsta specifika effektklasserna bland andra litiumjontyper.Med andra ord betyder hög specifik effekt att LFP-batterier kan leverera stora mängder ström och effekt utan att överhettas.

Å andra sidan är det viktigt att komma ihåg att LFP-batterier har en av de lägsta specifika energiklassificeringarna.Låg specifik energi innebär att LFP-batterier har mindre energilagringskapacitet per vikt än andra litiumjonalternativ.Detta är vanligtvis inte en stor sak eftersom att öka batteribankens kapacitet kan göras genom att koppla flera batterier parallellt.Detta kanske inte är idealiskt för en applikation där extrem energitäthet i ett mycket lätt utrymme krävs, som batteridrivna elfordon.

Batteriets livscykler

Litiumjärnfosfatbatterier har en livslängd som börjar vid cirka 2 000 hela urladdningscykler och ökar beroende på urladdningsdjupet.Celler och det interna batterihanteringssystemet (BMS) som används på Dragonfly Energy har testats för över 5 000 fulla urladdningscykler samtidigt som 80 % av det ursprungliga batteriets kapacitet bibehålls.

LFP är näst efter litiumtitanat i livslängd.LTO-batterier har dock traditionellt sett varit det dyraste alternativet för litiumjonbatterier, vilket gör dem kostsamma för de flesta applikationer.

Urladdningshastighet

Urladdningshastigheten mäts i en multipel av batteriets kapacitet, vilket innebär att en 1C urladdningshastighet för ett 100Ah batteri är 100A kontinuerligt.Kommersiellt tillgängliga LFP-batterier har traditionellt en 1C kontinuerlig urladdningsklass men kan överskrida detta under korta perioder beroende på batterihanteringssystem.

LFP-celler själva kan vanligtvis ge en 25C urladdning under korta perioder på ett säkert sätt.Möjligheten att överskrida 1C gör att du kan använda LFP-batterier i applikationer med hög effekt som kan ha startspikar i strömförbrukningen.

Driftstemperaturer

LFP-batterier kommer inte in i termiska flyktiga förhållanden förrän runt 270 grader Celsius.Jämfört med de andra vanliga litiumjonbatterierna har LFP-batterier den näst högsta driftstemperaturgränsen.

Att överskrida temperaturgränsen på ett litiumjonbatteri orsakar skador och kan leda tilltermisk flykt, vilket kan leda till en brand.Den höga driftsgränsen för LFP minskar avsevärt risken för en termisk skenande händelse.I kombination med ett högkvalitativt BMS för att stänga av cellerna långt före dessa förhållanden (vid cirka 57 grader Celsius), erbjuder LFP betydande säkerhetsfördelar.

Säkerhetsfördelar

LFP-batterier är en av de stabila kemin för alla litiumjonalternativ.Denna stabilitet gör dem till ett av de säkraste alternativen för både konsumentinriktade och industriella applikationer.

Det enda andra jämförbara säkra alternativet är litiumtitanat, som återigen är typiskt kostsamt och inte fungerar med rätt spänning i de flesta situationer för en 12V-ersättning.

Litiumjärnfosfat vs.Bly-syra batterier

Litiumjärnfosfatbatterier erbjuder mångafördelar jämfört med traditionella blybatterier.Det mest anmärkningsvärda är att LFP-batterier har ungefär fyra gånger så mycket energitäthet som bly-syra-batterier.Du kan djupcykla LFP-batterier upprepade gånger utan att skada dem.De laddar också 5 snabbare än blybatterier.

Denna höga energitäthet leder till en längre drifttid samtidigt som den minskar vikten på batterisystemet.

Den kemiska reaktionen inuti blybatterier orsakar avgasning, vilket kräver att batterierna ventileras och regelbundet fylls på med vatten av användaren.Om batterierna inte förvaras upprätt kan syralösningen läcka, skada batteriet och orsaka röra.Alternativt avgaser inte LFP-batterier och behöver inte ventileras eller fyllas på.Ännu bättre, du kan montera dem i vilken riktning som helst.

LFP-batterier är initialt dyrare än blybatterier.Den långa livslängden för LFP-batterier balanserar dock upp deras höga initialkostnad.I de flesta fall håller LFP-batterier 5-10 gånger längre än blybatterier, vilket resulterar i betydande totala kostnadsbesparingar.

Bästa litiumjärnfosfatbatterier för att ersätta bly-syrabatterier

Många olika litiumjonbatterier finns tillgängliga, och vissa överstiger till och med litiumjärnfosfat i vissa prestandakategorier.Men när det gäller att byta ut 12-volts blybatterier är LFP det bästa alternativet som finns.

Den främsta anledningen till detta är att den nominella cellspänningen för litiumjärnfosfat är 3,2 volt.Den nominella spänningen för ett 12-volts blybatteri är cirka 12,7 volt.Att koppla fyra celler i serie inuti ett batteri ger alltså 12,8 volt (4 x 3,2 = 12,8) – nästan en perfekt matchning!Detta är inte möjligt med någon annan typ av litiumjonbatteri.

Utöver en nästan perfekt spänningsmatchning erbjuder LFP andra fördelar som bly-syra-ersättning.Som diskuterats ovan är LFP-batterier långvariga, stabila, säkra, hållbara, lätta och har en hög energitäthet.Detta gör dem till en utmärkt passform för många applikationer!Saker somtrollingmotorer,Husbilar,golfbilar, och fler applikationer som traditionellt har förlitat sig på blybatterier.

Dragonfly Energy och Battle Born Batteries bygger några av de bästa litiumjärnfosfatbatterierna som finns.De är stolt designade och monterade i USA med material av högsta kvalitet som finns tillgängliga.Dessutom är varje batteri rigoröst testat och UL-listat.

Varje batteri innehåller också en integreradbatterihanteringssystemför att säkerställa att batteriet fungerar säkert under alla förhållanden.Dragonfly Energy och Battle Born Batterier har tusentals batterier installerade och fungerar säkert i många olika applikationer över hela världen.

Nu vet du

Sammanfattningsvis är litiumjärnfosfat bara en av de många olika typerna av litiumjonbatterier som finns tillgängliga.Men den unika uppsättningen egenskaper som utgör LFP-batterier gör dem till ett fantastiskt alternativ till tidigare 12-volts blybatterier.