Por que escolher bateria de fosfato de ferro e lítio (LiFePO4)?

Bem-vindo ao primeiro de uma série de artigos sobre baterias de lítio. Este artigo descreverá os recursos e benefícios do baterias de fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) em comparação com o tradicional selado chumbo-ácido (SLA) tecnologia de bateria. Como a discussão gira em torno de LiFePO4 e SLA, este artigo se concentra em aplicações de 12 VCC e 24 VCC.

Diferentes tecnologias de lítio

Primeiro, é importante observar que existem muitos tipos de baterias de “íon de lítio”. Uma coisa a notar nesta definição é que ela se refere a uma “família de baterias”.
Existem várias baterias de “íon de lítio” diferentes na linha, que usam materiais diferentes para seus cátodos e ânodos. Portanto, eles exibem propriedades distintas e, portanto, são adequados para diferentes aplicações.

Fosfato de ferro-lítio (LiFePO4)

O fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) é uma tecnologia de lítio bem conhecida na China devido ao seu amplo uso e adequação a uma ampla gama de aplicações.
Características de baixo preço, alta segurança e boa energia específica, fazem desta uma forte opção para diversas aplicações.
A tensão da célula LiFePO4 de 3,2 V/célula também a torna a tecnologia de lítio preferida para substituição selada de chumbo-ácido em diversas aplicações importantes.

Por que LiFePO4?

De todas as opções de lítio disponíveis, há vários motivos pelos quais o LiFePO4 foi selecionado como a tecnologia de lítio ideal para substituir o SLA. As principais razões prendem-se com as suas características favoráveis ​​quando se olham para as principais aplicações onde o SLA existe atualmente. Estes incluem:

● Tensão semelhante ao SLA (3,2 V por célula x 4 = 12,8 V), tornando-os ideais para substituição de SLA.
● A forma mais segura das tecnologias de lítio.
● Ecologicamente correto – o fosfato não é perigoso e, portanto, é amigo do meio ambiente e não representa um risco para a saúde.
● Ampla faixa de temperatura.

Recursos e benefícios do LiFePO4 quando comparado ao SLA

Abaixo estão alguns recursos principais de uma bateria de fosfato de ferro e lítio que oferece algumas vantagens significativas do SLA em uma variedade de aplicações. Esta não é uma lista completa, mas cobre os itens principais. Uma bateria AGM de 100AH ​​foi selecionada como SLA, pois este é um dos tamanhos mais comumente usados ​​em aplicações de ciclo profundo. Este 100AH ​​AGM foi comparado a um 100AH ​​LiFePO4 para comparar o mais próximo possível.

Característica – Peso:

Comparação

● LifePO4 tem menos da metade do peso do SLA
● Ciclo profundo AGM – 27,5Kg
● LiFePO4 – 12,2Kg

Benefícios

● Aumenta a eficiência de combustível
○ Em aplicações de caravanas e barcos, o peso de reboque é reduzido.

● Aumenta a velocidade
○ Em aplicações de barco, a velocidade da água pode ser aumentada

● Redução do peso total
● Tempo de execução mais longo

O peso tem uma grande influência em muitas aplicações, especialmente quando há reboque ou velocidade, como caravanas e passeios de barco. Outras aplicações, incluindo iluminação portátil e aplicações de câmera onde as baterias precisam ser transportadas.

Recurso – Maior Ciclo de Vida:

Comparação

● Até 6 vezes o ciclo de vida
● Ciclo AGM profundo – 300 ciclos a 100% DoD
● LiFePO4 – 2.000 ciclos a 100% DoD

Benefícios

● Menor custo total de propriedade (custo por kWh muito menor ao longo da vida útil da bateria para LiFePO4)
● Redução nos custos de substituição – substitua o AGM até 6 vezes antes que o LiFePO4 precise ser substituído

O maior ciclo de vida significa que o custo inicial extra de uma bateria LiFePO4 é mais do que compensado ao longo da vida útil da bateria. Se for usado diariamente, um AGM precisará ser substituído aprox. 6 vezes antes que o LiFePO4 precise ser substituído

Recurso – Curva de Descarga Plana:

Comparação

● Na descarga de 0,2C (20A)
● AGM – cai abaixo de 12V após
● 1,5 horas de tempo de execução
● LiFePO4 – cai abaixo de 12 V após aproximadamente 4 horas de autonomia

Benefícios

● Uso mais eficiente da capacidade da bateria
● Potência = Volts x Ampères
● Quando a tensão começar a cair, a bateria precisará fornecer correntes mais altas para fornecer a mesma quantidade de energia.
● Tensão mais alta é melhor para eletrônicos
● Maior tempo de execução do equipamento
● Utilização total da capacidade mesmo com alta taxa de descarga
● Descarga AGM @ 1C = 50% da capacidade
● LiFePO4 @ descarga 1C = 100% da capacidade

Este recurso é pouco conhecido, mas é uma grande vantagem e oferece múltiplos benefícios. Com a curva de descarga plana do LiFePO4, a tensão do terminal se mantém acima de 12V para até 85-90% de uso da capacidade. Por causa disso, são necessários menos amperes para fornecer a mesma quantidade de energia (P=VxA) e, portanto, o uso mais eficiente da capacidade leva a um tempo de execução mais longo. O usuário também não notará a lentidão do aparelho (carrinho de golfe, por exemplo) mais cedo.

Junto com isso, o efeito da lei de Peukert é muito menos significativo com o lítio do que com o AGM. Isto resulta em ter disponível uma grande percentagem da capacidade da bateria, independentemente da taxa de descarga. Em 1C (ou descarga de 100A para bateria de 100AH), a opção LiFePO4 ainda fornecerá 100AH ​​versus apenas 50AH para AGM.

Recurso – Maior uso de capacidade:

Comparação

● DoD recomendado pela AGM = 50%
● DoD recomendado para LiFePO4 = 80%
● Ciclo profundo AGM – 100AH ​​x 50% = 50Ah utilizável
● LiFePO4 – 100Ah x 80% = 80Ah
● Diferença = 30Ah ou 60% mais utilização de capacidade

Benefícios

● Maior autonomia ou menor capacidade da bateria para substituição

O aumento do uso da capacidade disponível significa que o usuário pode obter até 60% mais tempo de execução com a mesma opção de capacidade no LiFePO4 ou, alternativamente, optar por uma bateria LiFePO4 de menor capacidade e ainda obter o mesmo tempo de execução da AGM de maior capacidade.

Recurso – Maior eficiência de carga:

Comparação

● AGM – A carga completa demora aprox. 8 horas
● LiFePO4 – A carga completa pode durar apenas 2 horas

Benefícios

● Bateria carregada e pronta para ser usada novamente mais rapidamente

Outro grande benefício em muitas aplicações. Devido à menor resistência interna, entre outros fatores, o LiFePO4 pode aceitar carga a uma taxa muito maior que o AGM. Isso permite que eles sejam carregados e estejam prontos para uso com muito mais rapidez, trazendo muitos benefícios.

Recurso – Baixa taxa de autodescarga:

Comparação

● AGM – Alta para 80% SOC após 4 meses
● LiFePO4 – Descarga para 80% após 8 meses

Benefícios

● Pode ser deixado armazenado por um período mais longo

Esse recurso é ótimo para veículos recreativos, como caravanas, barcos, motocicletas e jet skis, que são usados ​​apenas alguns meses por ano e depois armazenados durante o resto do ano. As baterias de fosfato de ferro não calcificam, portanto é improvável que a bateria seja permanentemente danificada mesmo depois de deixada por longos períodos de tempo. As baterias LiFePO4 não podem ser danificadas ao serem armazenadas sem carga total.

A BSLBATT Batteries é uma empresa de baterias com 20 anos de existência e ampla experiência e conhecimento em várias tecnologias de baterias. Há anos, vendemos e oferecemos suporte a baterias de fosfato de ferro-lítio em muitas aplicações, como baterias de fosfato de ferro-lítio para carrinhos de golfe, trailers e muito mais. Em particular, a bateria plug-and-play de fosfato de ferro-lítio deste carrinho de golfe é fácil de instalar, economizando tempo e esforço. Se você tiver alguma solicitação ou precisar fazer alguma pergunta, sinta-se à vontade para Contate-nos .