Powszechnie uważa się, że akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe różnią się od akumulatorów litowo-jonowych.W rzeczywistości istnieje wiele rodzajów akumulatorów litowo-jonowych, a fosforan litowo-żelazowy jest tylko jednym z nich.
Rzućmy okiem na to, czym dokładnie jest fosforan litowo-żelazowy, dlaczego jest to świetny wybór dla niektórych typów baterii i jak wypada w porównaniu z innymi opcjami baterii litowo-jonowych.
Co to jest fosforan litowo-żelazowy?
Fosforan litowo-żelazowy to związek chemiczny LiFePO4 lub w skrócie „LFP”.LFP oferuje dobre parametry elektrochemiczne, niską rezystancję i jest jednym z najbezpieczniejszych i najbardziej stabilnych materiałów katodowych dostępnych dla akumulatorów litowo-jonowych.
Co to jest bateria litowo-żelazowo-fosforanowa?
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe to rodzaj baterii litowo-jonowych, w której jako materiał katodowy do przechowywania jonów litu wykorzystuje się fosforan litowo-żelazowy.Akumulatory LFP zazwyczaj wykorzystują grafit jako materiał anodowy.Skład chemiczny baterii LFP zapewnia im wysoki prąd znamionowy, dobrą stabilność termiczną i długi cykl życia.
Większość akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych ma cztery ogniwa połączone szeregowo.Napięcie znamionowe ogniwa akumulatora LFP wynosi 3,2 wolta.Szeregowe połączenie czterech ogniw akumulatorowych LFP daje 12-woltowy akumulator, który jest doskonałą opcją zastępczą dla wielu 12-woltowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych.
Fosforan litowo-żelazowy vs.Alternatywne typy litowo-jonowe
Fosforan litowo-żelazowy to tylko jeden z wielu rodzajów akumulatorów litowo-jonowych.Zmiana związku chemicznego katody tworzy różne rodzaje akumulatorów litowo-jonowych.Niektóre z najczęstszych opcji to tlenek litowo-kobaltowy (LCO), tlenek litowo-manganowy (LMO), tlenek litowo-niklowo-kobaltowo-glinowy (NCA), tlenek litowo-niklowo-kobaltowy (NMC) i tytanian litu (LTO).
Każdy z tych typów baterii ma różne mocne i słabe strony, które sprawiają, że dobrze nadają się do różnych zastosowań.Patrząc na główne właściwości tych typów baterii, możemy zobaczyć, na czym stoją baterie litowo-żelazowo-fosforanowe i do jakich zastosowań są najlepsze.
Gęstość energii
Akumulatory LFP mają jedną z najwyższych określonych mocy znamionowych spośród innych typów litowo-jonowych.Innymi słowy, wysoka moc właściwa oznacza, że akumulatory LFP mogą dostarczać duże ilości prądu i mocy bez przegrzewania.
Z drugiej strony należy pamiętać, że akumulatory LFP mają jedną z najniższych określonych klas energetycznych.Niska energia właściwa oznacza, że akumulatory LFP mają mniejszą pojemność magazynowania energii na wagę niż inne opcje litowo-jonowe.Zazwyczaj nie jest to wielka sprawa, ponieważ zwiększenie pojemności banku akumulatorów można osiągnąć, łącząc kilka akumulatorów równolegle.Może to nie być idealne do zastosowań, w których wymagana jest ekstremalna gęstość energii w bardzo jasnej przestrzeni, jak pojazdy elektryczne na baterie.
Cykle życia baterii
Żywotność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych zaczyna się od około 2000 pełnych cykli rozładowania i zwiększa się w zależności od głębokości rozładowania.Ogniwa i wewnętrzny system zarządzania baterią (BMS) stosowane w Dragonfly Energy zostały przetestowane na ponad 5000 pełnych cykli rozładowania przy zachowaniu 80% pojemności oryginalnej baterii.
LFP ustępuje tylko tytanianowi litu pod względem długości życia.Jednak akumulatory LTO były tradycyjnie najdroższą opcją akumulatorów litowo-jonowych, co czyni je nieopłacalnymi dla większości zastosowań.
Szybkość rozładowania
Szybkość rozładowania jest mierzona jako wielokrotność pojemności akumulatora, co oznacza, że szybkość rozładowania 1C dla akumulatora 100Ah wynosi 100A ciągłego.Dostępne na rynku akumulatory LFP mają tradycyjnie współczynnik ciągłego rozładowania 1C, ale mogą go przez krótki czas przekraczać, w zależności od systemu zarządzania akumulatorami.
Same ogniwa LFP zazwyczaj zapewniają bezpieczne wyładowanie w temperaturze 25C przez krótkie okresy czasu.Zdolność do przekroczenia 1C pozwala na stosowanie akumulatorów LFP w aplikacjach o dużej mocy, które mogą mieć skoki rozruchowe w poborze prądu.
Temperatury pracy
Akumulatory LFP nie wchodzą w niekontrolowane warunki termiczne do około 270 stopni Celsjusza.W porównaniu z innymi popularnymi opcjami akumulatorów litowo-jonowych, akumulatory LFP mają drugi najwyższy limit temperatury roboczej.
Przekroczenie limitu temperatury na akumulatorze litowo-jonowym powoduje uszkodzenia i może prowadzić do:ucieczka termiczna, co może spowodować pożar.Wysoki limit operacyjny LFP znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia niekontrolowanego zdarzenia termicznego.W połączeniu z wysokiej jakości systemem BMS, który wyłącza ogniwa na długo przed tymi warunkami (w temperaturze około 57 stopni Celsjusza), LFP oferuje znaczne korzyści w zakresie bezpieczeństwa.
Zalety bezpieczeństwa
Akumulatory LFP są jedną ze stabilnych chemii wszystkich opcji litowo-jonowych.Ta stabilność sprawia, że są one jedną z najbezpieczniejszych opcji zarówno do zastosowań konsumenckich, jak i przemysłowych.
Jedyną inną porównywalnie bezpieczną opcją jest tytanian litu, który ponownie jest zazwyczaj nieopłacalny i nie działa przy prawidłowym napięciu w większości sytuacji do wymiany 12 V.
Fosforan litowo-żelazowy vs.Akumulatory kwasowo-ołowiowe
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe oferują wieleprzewaga nad tradycyjnymi akumulatorami kwasowo-ołowiowymi.Najbardziej godne uwagi jest to, że akumulatory LFP mają około czterokrotnie większą gęstość energii niż akumulatory kwasowo-ołowiowe.Akumulatory LFP można ładować wielokrotnie, nie uszkadzając ich.Ładują się również 5 szybciej niż akumulatory kwasowo-ołowiowe.
Ta wysoka gęstość energii prowadzi do dłuższego czasu pracy przy jednoczesnym zmniejszeniu masy systemu akumulatorów.
Reakcja chemiczna wewnątrz akumulatorów kwasowo-ołowiowych powoduje odgazowanie, które wymaga odpowietrzania akumulatorów i okresowego uzupełniania ich wodą przez użytkownika.Jeśli baterie nie są przechowywane w pozycji pionowej, roztwór kwasu może wyciekać, uszkadzając baterię i powodując bałagan.Alternatywnie, baterie LFP nie wydzielają gazu i nie trzeba ich odpowietrzać ani uzupełniać.Co więcej, możesz je montować w dowolnej orientacji.
Akumulatory LFP są początkowo droższe niż akumulatory kwasowo-ołowiowe.Jednak długa żywotność akumulatorów LFP równoważy ich wysoki koszt początkowy.W większości przypadków akumulatory LFP wytrzymują 5-10 razy dłużej niż akumulatory kwasowo-ołowiowe, co skutkuje znacznymi oszczędnościami kosztów ogólnych.
Najlepsze baterie litowo-żelazowo-fosforanowe do wymiany akumulatorów kwasowo-ołowiowych
Dostępnych jest wiele różnych akumulatorów litowo-jonowych, a niektóre nawet przewyższają fosforan litowo-żelazowy w niektórych kategoriach wydajności.Jednak jeśli chodzi o wymianę 12-woltowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych, LFP jest najlepszą dostępną opcją.
Głównym tego powodem jest to, że nominalne napięcie ogniwa dla fosforanu litowo-żelazowego wynosi 3,2 wolta.Napięcie znamionowe 12-woltowego akumulatora kwasowo-ołowiowego wynosi około 12,7 wolta.W ten sposób okablowanie szeregowo czterech ogniw wewnątrz akumulatora daje 12,8 V (4 x 3,2 = 12,8) – prawie idealne dopasowanie!Nie jest to możliwe w przypadku żadnego innego typu baterii litowo-jonowych.
Poza niemal idealnym dopasowaniem napięcia, LFP oferuje inne zalety jako zamiennik kwasu ołowiowego.Jak omówiono powyżej, akumulatory LFP są trwałe, stabilne, bezpieczne, trwałe, lekkie i charakteryzują się wysoką gęstością energii.Dzięki temu doskonale nadają się do wielu zastosowań!Rzeczy jaksilniki do trolingu,RVs,wózki golfowei więcej aplikacji, które tradycyjnie opierały się na akumulatorach kwasowo-ołowiowych.
Baterie Dragonfly Energy i Battle Born produkują jedne z najlepszych dostępnych akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych.Są z dumą projektowane i montowane w Stanach Zjednoczonych przy użyciu najwyższej jakości dostępnych materiałów.Ponadto każda bateria jest rygorystycznie testowana i znajduje się na liście UL.
Każda bateria zawiera również zintegrowanysystem zarządzania bateriąaby zapewnić bezpieczne działanie akumulatora w każdych warunkach.Baterie Dragonfly Energy i Battle Born mają tysiące zainstalowanych baterii i działają bezpiecznie w wielu różnych zastosowaniach na całym świecie.
Teraz wiesz
Podsumowując, fosforan litowo-żelazowy to tylko jeden z wielu różnych dostępnych typów akumulatorów litowo-jonowych.Jednak unikalny zestaw cech, które składają się na akumulatory LFP, czyni je fantastyczną alternatywą dla 12-woltowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych z przeszłości.
Czas publikacji: 30 września-2022