Varför välja litiumjärnfosfatbatteri (LiFePO4)?

Välkommen till den första av en serie artiklar om litiumbatterier.Den här artikeln kommer att täcka funktionerna och fördelarna med en Litiumjärnfosfatbatteri (LiFePO4) jämfört med traditionella Förseglad blysyra (SLA) batteriteknik.Eftersom diskussionen handlar om LiFePO4 och SLA koncentrerar artikeln sig på 12VDC och 24VDC applikationer.

Olika litiumteknologier

För det första är det viktigt att notera att det finns många typer av "litiumjon"-batterier.Punkten att notera i denna definition hänvisar till en "batterifamilj".
Det finns flera olika "litiumjon"-batterier inom denna familj som använder olika material för sin katod och anod.Som ett resultat uppvisar de mycket olika egenskaper och är därför lämpliga för olika tillämpningar.

Litiumjärnfosfat (LiFePO4)

Litiumjärnfosfat (LiFePO4) är en välkänd litiumteknologi i Kina på grund av dess breda användning och lämplighet för ett brett spektrum av applikationer.
Egenskaper av lågt pris, hög säkerhet och bra specifik energi gör detta till ett starkt alternativ för många applikationer.
LiFePO4-cellspänningen på 3,2V/cell gör den också till den valda litiumteknologin för förseglad blysyraersättning i ett antal nyckelapplikationer.

Varför LiFePO4?

Av alla tillgängliga litiumalternativ finns det flera anledningar till att LiFePO4 har valts ut som den idealiska litiumteknologin för att ersätta SLA.De främsta skälen beror på dess gynnsamma egenskaper när man tittar på de viktigaste applikationerna där SLA för närvarande finns.Dessa inkluderar:

● Liknande spänning som SLA (3,2V per cell x 4 = 12,8V) vilket gör dem idealiska för SLA-ersättning.
● Säkraste formen av litiumtekniken.
● Miljövänligt – fosfat är inte farligt och likaså miljövänligt och inte en hälsorisk.
● Brett temperaturområde.

Funktioner och fördelar med LiFePO4 jämfört med SLA

Nedan är några nyckelfunktioner ett litiumjärnfosfatbatteri som ger några betydande fördelar med SLA i en rad applikationer.Detta är inte en fullständig lista på alla sätt, men den täcker de viktigaste punkterna.Ett 100AH ​​AGM-batteri har valts som SLA, eftersom detta är en av de mest använda storlekarna i djupcykelapplikationer.Denna 100AH ​​årsstämma har jämförts med en 100AH ​​LiFePO4 för att jämföra en like for like så nära som möjligt.

Funktion – Vikt:

Jämförelse

● LifePO4 väger mindre än hälften av SLA:s vikt
● AGM Deep cycle – 27,5 kg
● LiFePO4 – 12,2 kg

Fördelar

● Ökar bränsleeffektiviteten
○ I husvagns- och båttillämpningar reduceras bogservikten.

● Ökar hastigheten
○ I båtapplikationer kan vattenhastigheten ökas

● Reduktion av totalvikt
● Längre drifttid

Vikt har stor betydelse för många applikationer, speciellt där bogsering eller hastighet är inblandad, såsom husvagn och båt.Andra applikationer inklusive bärbar belysning och kameraapplikationer där batterierna måste bäras.

Funktion – längre livslängd:

Jämförelse

● Upp till 6 gånger cykelns livslängd
● AGM Deep cycle – 300 cykler @ 100 % DoD
● LiFePO4 – 2000 cykler @ 100 % DoD

Fördelar

● Lägre total ägandekostnad (kostnad per kWh mycket lägre under batteriets livslängd för LiFePO4)
● Minskade ersättningskostnader – byt ut årsstämman upp till 6 gånger innan LiFePO4 behöver bytas ut

Den längre cykellivslängden innebär att den extra kostnaden för ett LiFePO4-batteri mer än väl kompenseras under batteriets livslängd.Om den används dagligen kommer en årsstämma att behöva bytas ut ca.6 gånger innan LiFePO4 behöver bytas ut

Funktion – platt urladdningskurva:

Jämförelse

● Vid 0,2C (20A) urladdning
● AGM – sjunker under 12V efter
● 1,5 timmars körtid
● LiFePO4 – sjunker under 12V efter cirka 4 timmars körning

Fördelar

● Effektivare användning av batterikapacitet
● Effekt = Volt x Ampere
● När spänningen börjar sjunka måste batteriet leverera högre ampere för att ge samma mängd ström.
● Högre spänning är bättre för elektronik
● Längre drifttid för utrustning
● Fullt utnyttjande av kapaciteten även vid hög urladdningshastighet
● AGM @ 1C urladdning = 50% Kapacitet
● LiFePO4 @ 1C urladdning = 100 % kapacitet

Denna funktion är lite känd men är en stark fördel och den ger flera fördelar.Med den platta urladdningskurvan för LiFePO4 håller terminalspänningen över 12V för upp till 85-90 % kapacitetsanvändning.På grund av detta krävs mindre ampere för att leverera samma mängd ström (P=VxA) och därför leder den mer effektiva användningen av kapaciteten till längre körtid.Användaren kommer inte heller att märka att enheten saktar ner (t.ex. golfbil) tidigare.

Tillsammans med detta är effekten av Peukerts lag mycket mindre signifikant med litium än effekten av AGM.Detta resulterar i att en stor andel av batteriets kapacitet är tillgänglig oavsett urladdningshastighet.Vid 1C (eller 100A urladdning för 100AH ​​batteri) ger alternativet LiFePO4 dig fortfarande 100AH ​​mot endast 50AH för AGM.

Funktion – Ökad användning av kapacitet:

Jämförelse

● Årsstämma rekommenderad DoD = 50 %
● LiFePO4 rekommenderad DoD = 80 %
● AGM Deep cycle – 100AH ​​x 50% = 50Ah användbar
● LiFePO4 – 100Ah x 80% = 80Ah
● Skillnad = 30 Ah eller 60 % mer kapacitetsanvändning

Fördelar

● Förlängd drifttid eller mindre batterikapacitet för byte

Den ökade användningen av den tillgängliga kapaciteten innebär att användaren antingen kan få upp till 60 % mer körtid från samma kapacitetsalternativ i LiFePO4, eller alternativt välja ett LiFePO4-batteri med mindre kapacitet samtidigt som han får samma körtid som AGM med större kapacitet.

Funktion – Större laddningseffektivitet:

Jämförelse

● AGM – Full laddning tar ca.8 timmar
● LiFePO4 – Full laddning kan vara så låg som 2 timmar

Fördelar

● Batteriet laddat och redo att användas snabbare igen

En annan stark fördel i många applikationer.På grund av det lägre interna motståndet, bland andra faktorer, kan LiFePO4 ta emot laddning i en mycket hög hastighet än AGM.Detta gör att de kan laddas och redo att användas mycket snabbare, vilket leder till många fördelar.

Funktion – Låg självurladdningshastighet:

Jämförelse

● Årsstämma – Utskrivning till 80 % SOC efter 4 månader
● LiFePO4 – Urladdning till 80 % efter 8 månader

Fördelar

● Kan förvaras under längre tid

Den här funktionen är stor för fritidsfordon som bara får användas ett par månader om året innan de läggs i förvaring för resten av året som husvagnar, båtar, motorcyklar och vattenskoter etc. Tillsammans med denna punkt, LiFePO4 förkalkas inte och därför är det mindre sannolikt att batteriet skadas permanent även efter att ha lämnats under längre perioder.Ett LiFePO4-batteri skadas inte om det inte lämnas i förvaring i fulladdat tillstånd.

På BSLBATT Batteries är vi ett batteriföretag som har funnits i 15 år och som har djup erfarenhet och kunskap om ett brett utbud av batteriteknologier.Vi har sålt och stöttat litiumbatterier i många år i många applikationer så om det finns några krav du har eller behöver några frågor, vänligen kontakta oss.