Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4)

Особенности и преимущества по сравнению с SLA

Добро пожаловать в первую из серии статей о литиевых батареях. В этой статье будут рассмотрены особенности и преимущества Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) по сравнению с традиционным Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор (SLA) технология. Поскольку речь идет о LiFePO4 и SLA, статья посвящена приложениям с напряжением 12 В постоянного тока и 24 В постоянного тока.

Различные литиевые технологии

Во-первых, важно отметить, что существует множество типов «литий-ионных» аккумуляторов. В этом определении следует отметить «семейство батарей».
В этом семействе имеется несколько различных «литий-ионных» батарей, в которых используются разные материалы для катода и анода. В результате они обладают очень разными характеристиками и поэтому подходят для разных применений.

Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4)

Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) Это хорошо известная литиевая технология, пригодность для широкого спектра применений.
Низкая цена, высокая безопасность и хорошая удельная энергия делают его отличным вариантом для многих применений.
Напряжение элемента LiFePO4 3,2 В/элемент также делает его предпочтительной литиевой технологией для замены герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов в ряде ключевых применений.

Почему Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) ?

Из всех доступных вариантов лития есть несколько причин, по которым LiFePO4 был выбран в качестве идеальной литиевой технологии для замены SLA. Основные причины сводятся к его благоприятным характеристикам при рассмотрении основных приложений, в которых в настоящее время существует SLA. К ним относятся:

• Напряжение аналогично SLA (3,2 В на ячейку x 4 = 12,8 В), что делает их идеальными для замены SLA.
• Самая безопасная форма литиевых технологий.
• Экологичность – фосфаты не опасны и поэтому безопасны для окружающей среды и не представляют опасности для здоровья.
• Широкий температурный диапазон.

Особенности и преимущества LiFePO4 по сравнению с SLA

Ниже приведены некоторые ключевые характеристики литий-железо-фосфатной батареи, которые дают существенные преимущества SLA в ряде применений. Конечно, это не полный список, однако он охватывает ключевые моменты. А Аккумулятор AGM емкостью 100 Ач был выбран в качестве SLA, поскольку это один из наиболее часто используемых размеров в приложениях глубокого цикла. Этот AGM на 100 Ач сравнивали с LiFePO4 на 100 Ач, чтобы как можно ближе сравнить аналог с аналогом.

Особенность – Вес:

Сравнение

• LifePO4 весит менее половины веса SLA.
• AGM Глубокий цикл – 27,5 кг
• LiFePO4 – 12,2 кг

Преимущества

• Повышает топливную экономичность
  • В караванах и лодках вес буксировки снижается.
• Увеличивает скорость
  • В лодках скорость воды может быть увеличена.
• Снижение общего веса
• Более длительное время работы

Вес имеет большое значение во многих случаях, особенно когда речь идет о буксировке или скорости, например, в караванах и лодках. Другие приложения, включая портативное освещение и камеры, где необходимо носить с собой аккумуляторы.

Особенность – увеличенный срок службы:

Сравнение

• До 6-кратного увеличения срока службы цикла
• Глубокий цикл AGM – 300 циклов при 100% DoD
• LiFePO4 – 2000 циклов при 100% DoD

Преимущества

• Снижение общей стоимости владения (стоимость за кВтч намного ниже в течение срока службы батареи для LiFePO4)
• Снижение затрат на замену — заменяйте AGM до 6 раз, прежде чем потребуется замена LiFePO4.

Больший срок службы означает, что дополнительные первоначальные затраты на литий-железо-фосфатную батарею более чем компенсируются в течение всего срока службы батареи. При ежедневном использовании AGM необходимо будет заменять примерно раз в неделю. 6 раз, прежде чем LiFePO4 потребует замены

Особенность – плоская кривая разряда:

Сравнение

• При разряде 0,2С (20А)
• AGM – после этого напряжение падает ниже 12 В.
• 1,5 часа работы
• LiFePO4 – напряжение падает ниже 12 В примерно через 4 часа работы

Преимущества

• Более эффективное использование емкости аккумулятора
• Мощность = Вольты х Амперы
• Как только напряжение начнет падать, аккумулятору потребуется подавать более высокие амперы, чтобы обеспечить такое же количество энергии.
• Более высокое напряжение лучше для электроники
• Более длительный срок службы оборудования
• Полное использование мощности даже при высокой скорости разряда
• AGM при разряде 1C = 50% емкости
• LiFePO4 @ разряд 1C = емкость 100 %

Эта функция малоизвестна, но она является сильным преимуществом и дает множество преимуществ. Благодаря плоской кривой разряда LiFePO4 напряжение на клеммах удерживается выше 12 В при использовании емкости до 85–90%. По этой причине для подачи того же количества мощности требуется меньше ампер (P=VxA), и, следовательно, более эффективное использование мощности приводит к увеличению времени автономной работы. Пользователь также не заметит замедления работы устройства (например, гольф-кара) раньше.

При этом для лития действие закона Пейкерта гораздо менее значимо, чем для AGM. Это приводит к тому, что в распоряжении имеется большой процент емкости аккумулятора независимо от скорости разряда. При 1C (или разрядке 100 А для аккумулятора емкостью 100 Ач) опция LiFePO4 по-прежнему даст вам 100 Ач по сравнению с 50 Ач для AGM.

Особенность – повышенное использование емкости:

Сравнение

• Рекомендуемый годовым собранием DoD = 50%
• Рекомендуемый LiFePO4 DoD = 80%
• AGM Глубокий цикл – 100 Ач x 50% = 50 Ач полезного использования
• LiFePO4 – 100 Ач x 80% = 80 Ач
• Разница = 30 Ач или использование емкости на 60 % больше.

Преимущества

• Увеличенное время работы или батарея меньшей емкости для замены

Более широкое использование доступной емкости означает, что пользователь может либо получить до 60% больше времени автономной работы при той же емкости аккумулятора LiFePO4, либо, в качестве альтернативы, выбрать литий-железо-фосфатный аккумулятор меньшей емкости, сохраняя при этом то же время работы, что и AGM большей емкости. .

Особенность – Повышенная эффективность зарядки:

Сравнение

• AGM – Полная зарядка занимает ок. 8 часов
• LiFePO4 – полная зарядка может занять всего 2 часа

Преимущества

• Аккумулятор заряжен и готов к использованию быстрее.

Еще одно серьезное преимущество во многих приложениях. Благодаря более низкому внутреннему сопротивлению, среди других факторов, аккумулятор LiFePO4 может заряжаться с гораздо большей скоростью, чем AGM. Это позволяет им заряжаться и быть готовыми к использованию гораздо быстрее, что дает множество преимуществ.

Особенность – Низкая скорость саморазряда:

Сравнение

• Годовое общее собрание акционеров – разрядка до 80 % SOC через 4 месяца.
• LiFePO4 — Разряд до 80% через 8 месяцев

Преимущества

• Можно оставить на складе на более длительный срок

Эта функция важна для транспортных средств для отдыха, которые можно использовать только пару месяцев в году, а затем оставить на хранение до конца года, таких как фургоны, лодки, мотоциклы, водные мотоциклы и т. д. Помимо этого, LiFePO4 аккумулятор не кальцинируется, поэтому даже после длительного хранения вероятность его необратимого повреждения снижается. Литий-железо-фосфатная батарея не повредится, если ее не хранить в полностью заряженном состоянии.

Таким образом, если ваши приложения гарантируют наличие какой-либо из вышеперечисленных функций, вы обязательно оправдаете свои деньги за дополнительные затраты на литий-железо-фосфатную батарею. В ближайшие недели выйдет дополнительная статья, в которой будут рассмотрены аспекты безопасности аккумуляторов LiFePO4 и различных химических составов лития.

В BSLBATT® Батареи , мы являемся компанией по производству аккумуляторов, которая существует уже 15 лет и обладает глубоким опытом и знаниями в широком спектре аккумуляторных технологий. Мы продаем и поддерживаем литиевые батареи в течение многих лет для различных применений, поэтому, если у вас есть какие-либо требования или вам нужно задать какие-либо вопросы, не стесняйтесь связаться с нами .