Czym są akumulatory LiFePO4 i dlaczego są najlepsze?

1446 Opublikowane przez BSLBATT 14 marca 2024 r

Baterie LiFePO4, czyli baterie LFP, szybko dominują w branży akumulatorów. Ale co oznacza LiFePO4? Czym te akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe – LiFePO4 różnią się od innych? Ważne jest, aby nie mylić ich z akumulatorami litowo-jonowymi.

Czytaj dalej, aby uzyskać więcej informacji na temat tych pytań i nie tylko.

Baterie LiFePO4: przegląd

akumulatory LiFePO4 składają się z fosforanu litowo-żelazowego i są odmianą baterii litowych. Baterie litowe obejmują również:

Tlenek kobaltu litu (LiCoO22)
tlenek litu, niklu, manganu, kobaltu (LiNiMnCoO2)
Tytanian litu (LTO)
Tlenek litowo-manganu (LiMn2O4)
Tlenek litowo-niklowo-kobaltowo-glinowy (LiNiCoAlO2)

Innowacje w dziedzinie chemii i baterii

Niektóre z tych elementów mogą być Ci znane z zajęć z chemii. To tutaj spędzałeś godziny, ucząc się układu okresowego (lub wpatrując się w niego na szkolnej ścianie). Przeprowadzałeś eksperymenty (lub udawałeś, że jesteś pochłonięty eksperymentami, w rzeczywistości przyglądając się swojej sympatii).

Czasami uczeń rozwija miłość do eksperymentów i kontynuuje karierę w chemii. Chemicy odkryli optymalne mieszaniny litu do akumulatorów.

Tak powstał akumulator LiFePO4. (Konkretnie przez Uniwersytet Teksasu w 1996 r.). Bateria LiFePO4 jest obecnie uznawana za najbezpieczniejszą, najbardziej stabilną i najbardziej niezawodną baterię litową na rynku.

Historia baterii LiFePO4

Za wynalezienie akumulatora LiFePO4 przypisuje się Johnowi B. Goodenoughowi i Arumugamowi Manthiramowi. To oni zidentyfikowali materiały stosowane w akumulatorach litowo-jonowych. Ze względu na skłonność do przedwczesnych zwarć materiały anodowe nie są idealne do akumulatorów litowo-jonowych.

Naukowcy odkryli, że materiały katodowe są lepszymi substytutami akumulatorów litowo-jonowych. W szczególności akumulatory LiFePO4 wykazują tę cechę. Akumulator LiFePO4 został opracowany między innymi w wyniku poprawy stabilności i przewodności.

Obecnie akumulatory LiFePO4 są wszechobecne. Oprócz łodzi i systemów fotowoltaicznych wykorzystuje się je w pojazdach konwencjonalnych i elektrycznych.

Bezkobaltowe akumulatory LiFePO4 z biegiem czasu stają się tańsze niż ich odpowiedniki zawierające kobalt. Ma dłuższą żywotność i jest nietoksyczny. W najbliższej przyszłości przyjrzymy się temu bliżej. Z akumulatorem LiFePO4 wiążą się duże nadzieje w przyszłości.

Co sprawia, że akumulatory LiFePO4 są lepsze?

Baterie LiFePO4 przewyższają baterie litowo-jonowe i inne baterie litowe, teraz gdy wiemy, czym one są.

Ze względu na niższą gęstość energii w porównaniu do innych akumulatorów litowo-jonowych, akumulatory LiFePO4 nie nadają się do noszenia gadżetów, takich jak zegarki. Niemniej jednak najlepiej nadają się do systemów zasilania energią słoneczną, pojazdów kempingowych, wózków golfowych, łodzi basowych, półciężarówek i motocykli elektrycznych. Dlaczego tak jest?

Baterie LiFePO4 mają żywotność ponad czterokrotnie dłuższą niż inne baterie litowo-jonowe.

Bateria litowa jest także najbezpieczniejszym typem baterii, przewyższającym baterie litowo-jonowe i inne typy baterii.

Oprócz osiągnięcia 3 000–5 000 cykli lub nawet więcej, akumulatory LiFePO4 mogą również osiągnąć 100% głębokość rozładowania (DOD). Jakie jest tego znaczenie? Oznacza to, że akumulatory LiFePO4 nie rozładują się nadmiernie, w przeciwieństwie do innych akumulatorów.

Dodatkowo pozwala to na dłuższe użytkowanie. Wysokiej jakości akumulator LiFePO4 wytrzyma o wiele lat dłużej niż inne typy akumulatorów. Baterie zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać około 5000 cykli, co odpowiada około dziesięciu latom. W rezultacie średni koszt w czasie jest znacznie niższy.

W tej tabeli porównano akumulatory LiFePO4 z akumulatorami litowo-jonowymi.

Chemia, która jest niezawodna i konsekwentna

Baterie litowe muszą być bezpieczne. Fakt ten uwydatniły baterie litowo-jonowe do laptopów, które stanęły w płomieniach. Bezpieczeństwo LiFePO4 jest jedną z najważniejszych zalet w porównaniu z innymi typami akumulatorów. Spośród akumulatorów litowych najbezpieczniejszy jest LiFePO4. To najbezpieczniejsze ze wszystkich.

Ogólnie rzecz biorąc, baterie LifePO4 są najbezpieczniejszymi bateriami litowymi. W akumulatorach kwasowo-ołowiowych i większości innych typów akumulatorów fosforan litowo-żelazowy nie ma takiej samej stabilności termicznej i strukturalnej jak fosforan litowo-żelazowy. Niepalny i odporny na wysokie temperatury, LiFePO4 jest niepalny. Ucieczka termiczna nie stanowi problemu, a powierzchnia pozostaje chłodna w temperaturze otoczenia.

W przypadku ekstremalnych temperatur lub niebezpiecznych sytuacji (takich jak zwarcie lub kolizja) akumulatory LiFePO4 nie zapalą się ani nie eksplodują. To uspokajający fakt dla właścicieli samochodów kempingowych, łodzi basowych, skuterów i klap załadowczych, którzy regularnie korzystają z akumulatorów LiFePO4 o głębokim cyklu.

Bezpieczne i ekologiczne środowisko

Ponieważ akumulatory LiFePO4 można ładować, są one korzystne dla środowiska. Korzyści, jakie zapewniają środowisku, wykraczają jednak poza to. Baterie kwasowo-ołowiowe i baterie litowe z tlenkiem niklu są toksyczne i nieszczelne.

Baterie te można również poddać recyklingowi. Mimo to nie trzeba ich często poddawać recyklingowi, ponieważ ich żywotność wynosi 5000 cykli. Oznacza to, że można je ładować co najmniej 5000 razy. Akumulatory kwasowo-ołowiowe wytrzymują tylko 300-400 cykli.

Wydajność i wykonanie na najwyższym poziomie

Oprócz tego, że jest bezpieczny i nietoksyczny, potrzebujesz akumulatora, który zapewnia wysoką wydajność.

Czy Twoja kosiarka potrzebuje baterii litowej? Proszę kliknąć tutaj.

Według poniższych statystyk LiFePO4 zapewnia wszystkie te korzyści i więcej:

Akumulatory LiFePO4 można w pełni naładować w niecałe dwie godziny.
Wskaźnik samorozładowania w stanie bezczynności wynosi tylko 2% miesięcznie. Natomiast akumulatory kwasowo-ołowiowe mają pojemność 30%.
Stosunkowo dłuższa żywotność niż akumulatory kwasowo-ołowiowe.
Stabilność zasilania: Utrzymuje to samo natężenie prądu, nawet gdy żywotność baterii spadnie poniżej 50%.
Konserwacja nie jest wymagana.

Kompaktowa i lekka konstrukcja

Zalet akumulatorów LiFePO4 jest wiele. Są niezwykle lekkie. W porównaniu do akumulatorów litowo-manganowych są one o około 50% lżejsze i do 70% lżejsze od akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Akumulatory LiFePO4 zmniejszają zużycie paliwa i poprawiają zwrotność pojazdów. Są także kompaktowe, co pozwala zmieścić więcej sprzętu w skuterze, łodzi, kamperze lub maszynie przemysłowej.

Porównanie akumulatorów litowo-jonowych i nieliowo-jonowych

W walce pomiędzy nimi wyraźnie dominuje LiFePO4. Jak wypada LiFePO4 z innymi akumulatorami dostępnymi na rynku?

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Pomimo tego, że na początku wydawało się to dobrą ofertą, akumulatory kwasowo-ołowiowe z biegiem czasu stają się coraz droższe. W rezultacie wymagają częstej konserwacji i wymiany. Chociaż akumulatory LiFePO4 nie wymagają konserwacji, mogą wytrzymać 2-4 razy dłużej.

Baterie wykorzystujące ogniwa żelowe

Podobnie jak akumulatory LiFePO4, akumulatory żelowe nie wymagają regularnego ładowania i utrzymują poziom naładowania podczas przechowywania. Jednak proces ładowania robi znaczącą różnicę. Czas ładowania akumulatorów żelowych jest długi i należy je odłączyć po pełnym naładowaniu, aby uniknąć uszkodzenia.

Akumulatory z absorbującymi matami szklanymi (AGM)

Należy pamiętać, że akumulatory AGM mają wpływ na Twój budżet i mogą ulec uszkodzeniu, jeśli zostaną rozładowane powyżej 50% ich pojemności. Ponadto mogą być trudne w utrzymaniu. Z drugiej strony akumulatory litowe LiFePO4 Ionic można całkowicie rozładować bez szkody dla akumulatorów.

Różne zastosowania akumulatorów LiFePO4

W różnych zastosowaniach technologia LiFePO4 okazała się cenna. Jako przykłady, oto kilka:

Skrócenie czasu ładowania i wydłużenie czasu pracy oznacza więcej czasu spędzonego na wodzie dla statków rybackich i kajaków. Zaletą lekkich wędek jest ich łatwość obsługi i przewaga szybkości, jaką zapewniają podczas intensywnych zawodów wędkarskich.
Upewnij się, że Twoja prędkość nie jest ograniczana przez niepotrzebne obciążenie motorowerów i hulajnóg. W przypadku spontanicznych podróży ładuj akumulator mniej niż do pełna.
Używaj lekkich akumulatorów LiFePO4, aby czerpać energię słoneczną, gdziekolwiek Cię zaprowadzi życie (nawet w górach).
Są to najbezpieczniejsze i najbardziej wytrzymałe akumulatory litowe na rynku. Idealnie nadają się do zastosowań przemysłowych, takich jak maszyny podłogowe i windy załadowcze.
Ponadto akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe służą do zasilania wielu innych urządzeń. Przykładami są latarki, e-papierosy, sprzęt radiowy, światła awaryjne itp.

Niezależnie od tego, czy potrzebujesz zasilania na co dzień, czy w sytuacji awaryjnej, akumulatory LiFePO4 zapewnią Ci wszystko! Przyczepy turystyczne i pojazdy kempingowe czerpią z nich ogromne korzyści. Więcej informacji znajdziesz tutaj.

Baterie litowe są dostępne w różnych typach i zastosowaniach:

Obsługa materiałów

Często zadawane pytania dotyczące LiFePO4

Czy LiFePO4 to to samo co litowo-jonowy?

Nie, absolutnie nie! Akumulatory LiFePO4 charakteryzują się ponad 4-krotnie dłuższą żywotnością cykliczną niż akumulatory litowo-jonowo-polimerowe.

Bateria LiFePO4 to dobry wybór, prawda?

W porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami, akumulatory LiFePO4 charakteryzują się dużą wydajnością. Jest niezwykle lekki i pozwala bez problemu wykorzystać większość jego pojemności. W przeciwieństwie do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatory LiFePO4 mogą być używane przez około 50% ich okresu użytkowania, zanim ulegną degradacji.

Czy akumulatory LiFePO4 mogą się zapalić?

Spośród akumulatorów litowych najbezpieczniejsze są akumulatory LiFePO4, ponieważ nie zapalają się i nie przegrzewają. Nie ma ryzyka zapalenia się akumulatora nawet w przypadku jego przebicia. Znacząca poprawa w stosunku do innych akumulatorów litowych, które są podatne na przegrzanie i spalanie.

Czy LiFePO4 jest bardziej wydajny niż litowo-jonowy?

Pod względem żywotności (4-5 razy dłuższej niż akumulatory litowo-jonowe) akumulatory LiFePO4 są bardziej niezawodne i bezpieczniejsze niż akumulatory litowo-jonowe. Ponieważ akumulatory litowo-jonowe mogą się przegrzać i potencjalnie zapalić, akumulatory LiFePO4 nie stwarzają takiego ryzyka.

Dlaczego LiFePO4 jest tak drogi?

Ze względu na swoją trwałość akumulatory LiFePO4 są zazwyczaj bardziej ekonomiczne w dłuższej perspektywie niż inne akumulatory. Materiały potrzebne do ich budowy są droższe, więc ich koszt początkowy jest wyższy. Dlaczego ludzie nadal wolą je od innych baterii?

Powodem jest to, że LiFePO4 oferuje wiele zalet w porównaniu z innymi akumulatorami. W porównaniu z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi i wieloma innymi rodzajami akumulatorów są one znacznie lżejsze. Dodatkowo są bezpieczniejsze, mają dłuższą żywotność i nie wymagają konserwacji.

Jaka jest różnica między LiFePO4 i Lipo?

Chociaż zarówno LiFePO4, jak i Lipo są substancjami chemicznymi na bazie litu, nie są identyczne. W porównaniu do Lipo, LiFePO4 ma kilka unikalnych zalet.

Jakie zastosowania mają akumulatory LiFePO4?

Akumulatory LiFePO4 można używać do tych samych celów, co akumulatory ołowiowo-kwasowe, AGM lub inne konwencjonalne akumulatory. Używanie akumulatora LiFePO4 12 V 100 Ah (wraz z innymi akumulatorami LiFePO4) może zasilać łódź basową i inny sprzęt morski. Dodatkowo można ich używać do pojazdów kempingowych, instalacji fotowoltaicznych, skuterów inwalidzkich i wielu innych rzeczy.

Czy LiFePO4 jest bardziej niebezpieczny niż akumulatory AGM lub kwasowo-ołowiowe?

Nie, wcale. Następuje znaczny wzrost bezpieczeństwa. Wpływ na to ma kilka czynników, m.in. brak toksycznych oparów emitowanych przez akumulatory LiFePO4. Dodatkowo nie wydzielają kwasu siarkowego jak wiele innych akumulatorów (takich jak akumulatory kwasowo-ołowiowe). Dodatkowo nie przegrzewają się ani nie zapalają.

Czy można ładować akumulator LiFePO4 przez noc?

Twój akumulator LiFePO4 nie ulegnie przeładowaniu, jeśli jest wyposażony w system zarządzania akumulatorem. System zarządzania baterią jest zintegrowany ze wszystkimi naszymi bateriami jonowymi.

Jaka jest oczekiwana żywotność akumulatorów LiFePO4?

Jedną z najważniejszych zalet LiFePO4 jest jego trwałość. Baterie litowe są zaprojektowane tak, aby wytrzymać około 5000 cykli. Biorąc pod uwagę częstotliwość ich używania, oznacza to około 10 lat.

Po 6000 cyklach nasze akumulatory LiFePO4 nadal działają z wydajnością 70%. Co więcej, można je bez problemu rozładować powyżej 90%. (W przeciwieństwie do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które zwykle ulegają awarii po rozładowaniu do 50%.)

< >