Это распространенное заблуждение, что литий-железо-фосфатные батареи отличаются от литий-ионных батарей.На самом деле существует много типов литий-ионных аккумуляторов, и литий-железо-фосфат — лишь один из них.
Давайте посмотрим, что такое фосфат лития-железа, почему это отличный выбор для определенных типов аккумуляторов и как он сравнивается с другими вариантами литий-ионных аккумуляторов.
Что такое литий-железо-фосфат?
Фосфат лития-железа 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 аккумуляторов.
Что такое литий-железо-фосфатная батарея?
Литий-железо-фосфатные батареи представляют собой тип литий-ионных аккумуляторов, в которых в качестве катодного материала для хранения ионов лития используется литий-железо-фосфат.В батареях LFP в качестве материала анода 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 последовательно соединенных элемента.Номинальное напряжение ячейки батареи LFP составляет 3,2 вольта.При последовательном соединении четырех аккумуляторных элементов LFP получается 12-вольтовая батарея, которая является отличной альтернативой многим 12-вольтовым свинцово-кислотным батареям.
Литий-железо-фосфат против.Альтернативные литий-ионные типы
Литий-железо-фосфат — это лишь один из многих типов литий-ионных аккумуляторов.Изменение химического состава катода позволяет создавать различные типы литий-ионных аккумуляторов.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 приложений.Глядя на основные свойства этих типов батарей, мы можем увидеть, где стоят литий-железо-фосфатные батареи и для каких приложений они лучше всего подходят.
Плотность энергии
Аккумуляторы LFP имеют одну из самых высоких удельных мощностей среди других типов литий-ионных аккумуляторов.Другими словами, высокая удельная мощность означает, что батареи LFP могут выдавать большой ток и мощность 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 аккумуляторной батареи можно, подключив несколько батарей параллельно.Это может быть не идеальным для приложений, где требуется экстремальная плотность энергии в очень светлом пространстве, например, в электромобилях с аккумуляторными батареями.
Срок службы батареи
Срок службы литий-железо-фосфатных аккумуляторов начинается примерно с 2000 циклов полной разрядки и увеличивается в зависимости от глубины разрядки.Элементы и внутренняя система управления батареями (BMS), используемые в Dragonfly Energy, были протестированы на более чем 5000 циклов полной разрядки при сохранении 80% емкости оригинальной батареи.
По продолжительности жизни LFP уступает только титанату лития.Тем не менее, батареи LTO традиционно были самым дорогим вариантом литий-ионных батарей, что делало их непомерно дорогими для большинства применений.
Скорость разряда
Скорость разрядки измеряется кратным емкости батареи, что означает, что скорость разрядки 1С для батареи емкостью 100 Ач равна 100А непрерывно.Имеющиеся в продаже батареи LFP традиционно имеют рейтинг непрерывного разряда 1C, но могут превышать этот показатель в течение коротких периодов времени в зависимости от системы управления батареями.
Сами элементы LFP обычно могут безопасно обеспечивать разряд 25C в течение коротких периодов времени.Способность превысить 1C позволяет использовать батареи LFP в приложениях с высокой мощностью, которые могут иметь скачки потребляемого тока при запуске.
Рабочие температуры
Батареи LFP не вступают в условия теплового разгона примерно до 270 градусов по Цельсию.По сравнению с другими распространенными вариантами литий-ионных аккумуляторов, аккумуляторы LFP имеют второй по величине предел рабочей температуры.
Превышение предела температуры литий-ионного аккумулятора приводит к повреждению и может привести ктепловой разгон, что может привести к пожару.Высокий рабочий предел LFP значительно снижает вероятность теплового разгона.В сочетании с высококачественной BMS для отключения элементов задолго до наступления этих условий (при температуре около 57 градусов Цельсия) LFP предлагает значительные преимущества в плане безопасности.
Преимущества безопасности
Батареи LFP являются одним из стабильных химических элементов 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 опять же, как правило, является непомерно дорогим и не работает при правильном напряжении в большинстве ситуаций для замены 12 В.
Литий-железо-фосфат против.Свинцово-кислотные батареи
Литий-железо-фосфатные батареи предлагают множествоПреимущества перед традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами.Наиболее примечательным является то, что батареи LFP имеют плотность энергии примерно в четыре раза выше, чем у свинцово-кислотных батарей.Вы можете многократно выполнять глубокий цикл батарей LFP, не повреждая их.Они также перезаряжаются в 5 раз быстрее, чем свинцово-кислотные аккумуляторы.
Такая высокая плотность энергии приводит к увеличению времени работы при одновременном снижении веса аккумуляторной системы.
Химическая реакция внутри свинцово-кислотных аккумуляторов вызывает выделение газа, что требует от пользователя вентилирования аккумуляторов и их периодического заполнения водой.Если аккумуляторы хранятся не в вертикальном положении, раствор кислоты может вытечь, что приведет к повреждению аккумулятора и возникновению беспорядка.В качестве альтернативы батареи LFP не выделяют газ, и их не нужно вентилировать или заправлять.Более того, вы можете установить их в любом положении.
Аккумуляторы LFP изначально дороже свинцово-кислотных аккумуляторов.Однако длительный срок службы аккумуляторов LFP компенсирует их высокие первоначальные затраты.В большинстве случаев батареи LFP служат в 5-10 раз дольше, чем свинцово-кислотные батареи, что приводит к значительной общей экономии средств.
Лучшие литий-железо-фосфатные батареи для замены свинцово-кислотных батарей
Доступно множество различных литий-ионных аккумуляторов, а некоторые даже превосходят литий-железо-фосфат в определенных категориях производительности.Однако, когда дело доходит до замены 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов, LFP — лучший доступный вариант.
Основная причина этого заключается в том, что номинальное напряжение элемента для литий-железо-фосфата составляет 3,2 вольта.Номинальное напряжение 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи составляет около 12,7 вольт.Таким образом, последовательное соединение четырех элементов внутри батареи дает 12,8 вольт (4 x 3,2 = 12,8) — почти идеальное совпадение!Это невозможно с любым другим типом литий-ионного аккумулятора.
Помимо почти идеального соответствия напряжения, LFP предлагает другие преимущества в качестве замены свинцово-кислотных аккумуляторов.Как обсуждалось выше, батареи LFP долговечны, стабильны, безопасны, прочны, легки и обладают высокой плотностью энергии.Это делает их превосходно подходящими для многих применений!Вещи кактроллинговые моторы,RV,тележки для гольфаи многие другие приложения, в которых традиционно использовались свинцово-кислотные аккумуляторы.
Dragonfly Energy и Battle Born Batteries производят одни из лучших литий-железо-фосфатных аккумуляторов.Они с гордостью спроектированы и собраны в Соединенных Штатах из материалов высочайшего качества.Кроме того, каждая батарея тщательно тестируется и входит в список UL.
Каждая батарея также имеет встроенныйсистема управления батареямидля обеспечения безопасной работы батареи в любых условиях.В компаниях Dragonfly Energy и Battle Born Batteries установлены тысячи аккумуляторов, которые безопасно работают в различных приложениях по всему миру.
Теперь ты знаешь
В заключение, литий-железо-фосфат — это лишь один из множества доступных типов литий-ионных аккумуляторов.Однако уникальный набор характеристик, которыми обладают батареи LFP, делает их фантастической альтернативой 12-вольтовым свинцово-кислотным батареям прошлого.
Время публикации: 30 сентября 2022 г.