磷酸铁锂电池（LiFePO4）

与 SLA 相比的特性和优势

欢迎阅读有关锂电池的系列文章中的第一篇。本文将介绍 磷酸铁锂电池（LiFePO4） 与传统相比 密封铅酸 (SLA) 电池 技术。由于讨论是围绕 LiFePO4 和 SLA，因此本文重点关注 12VDC 和 24VDC 应用。

不同的锂技术

首先，需要注意的是，“锂离子”电池有多种类型。该定义中需要注意的一点是指“电池系列”。
该系列中有几种不同的“锂离子”电池，它们的阴极和阳极使用不同的材料。因此，它们表现出截然不同的特性，因此适用于不同的应用。

磷酸铁锂电池（LiFePO4）

磷酸铁锂电池（LiFePO4） 是一项众所周知的锂技术，适用于广泛的应用。
价格低廉、安全性高、比能量好等特点使其成为许多应用的有力选择。
LiFePO4 电池电压为 3.2V/电池，也使其成为许多关键应用中密封铅酸替代品的首选锂技术。

为什么 磷酸铁锂电池（LiFePO4） ？

在所有可用的锂选项中，选择 LiFePO4 作为替代 SLA 的理想锂技术有多种原因。主要原因在于，从目前 SLA 存在的主要应用来看，其有利的特性。这些包括：

• 电压与 SLA 相似（每节电池 3.2V x 4 = 12.8V），使其成为 SLA 替代品的理想选择。
• 锂技术的最安全形式。
• 环境友好——磷酸盐无害，因此对环境友好且不会对健康构成威胁。
• 温度范围宽。

与 SLA 相比，LiFePO4 的特性和优点

以下是磷酸铁锂电池的一些主要特性，这些特性使 SLA 在一系列应用中具有一些显着的优势。这绝对不是完整的列表，但它确实涵盖了关键项目。一个 100AH AGM电池 已被选为 SLA，因为这是深循环应用中最常用的尺寸之一。该 100AH AGM 已与 100AH LiFePO4 进行了比较，以便尽可能接近地进行同类比较。

特征 – 重量：

比较

• LifePO4 的重量不到 SLA 的一半
• AGM 深循环 – 27.5Kg
• LiFePO4 – 12.2Kg

好处

• 提高燃油效率
  • 在大篷车和船舶应用中，拖曳重量得以减轻。
• 提高速度
  • 在船舶应用中，可以提高水速
• 整体重量减轻
• 更长的运行时间

重量对许多应用有很大影响，特别是在涉及拖曳或速度的情况下，例如大篷车和划船。其他应用包括需要携带电池的便携式照明和相机应用。

特点 – 更长的循环寿命：

比较

• 循环寿命高达 6 倍
• AGM 深循环 – 300 个循环 @ 100% DoD
• LiFePO4 – 2000 次循环 @ 100% DoD

好处

• 较低的总拥有成本（在 LiFePO4 电池的整个使用寿命期间，每千瓦时的成本要低得多）
• 降低更换成本 – 在需要更换 LiFePO4 之前更换 AGM 最多 6 次

更长的循环寿命意味着磷酸铁锂电池的额外前期成本足以弥补电池的整个使用寿命。如果每天使用，AGM 大约需要更换。 6 次后 LiFePO4 需要更换

特点 – 平坦的放电曲线：

比较

• 0.2C (20A) 放电时
• AGM – 之后降至 12V 以下
• 运行时间 1.5 小时
• LiFePO4 – 运行约 4 小时后电压降至 12V 以下

好处

• 更有效地利用电池容量
• 功率 = 伏特 x 安培
• 一旦电压开始下降，电池将需要提供更高的电流才能提供相同的电量。
• 电压越高对电子产品越好
• 设备运行时间更长
• 即使在高放电率下也能充分利用容量
• AGM @ 1C 放电 = 50% 容量
• LiFePO4 @ 1C 放电 = 100% 容量

此功能鲜为人知，但却是一个强大的优势，并且具有多种好处。 LiFePO4 具有平坦的放电曲线，端电压保持在 12V 以上，容量利用率高达 85-90%。因此，提供相同功率 (P=VxA) 所需的电流更少，因此更有效地利用容量可以延长运行时间。用户也不会提前注意到设备（例如高尔夫球车）的减速。

除此之外，Peukert 定律对锂的影响远不如 AGM 的影响显着。这导致无论放电率如何，电池的大部分容量都可用。在 1C（或 100AH 电池的 100A 放电）下，LiFePO4 选项仍将为您提供 100AH，而 AGM 仅为 50AH。

功能 – 增加容量的使用：

比较

• 年度股东大会建议 DoD = 50%
• LiFePO4 推荐 DoD = 80%
• AGM 深循环 – 100AH x 50% = 50Ah 可用
• 磷酸铁锂 – 100Ah x 80% = 80Ah
• 差异 = 30Ah 或容量使用增加 60%

好处

• 增加运行时间或更换较小容量的电池

可用容量的增加意味着用户可以从相同容量的 LiFePO4 电池中获得最多 60% 的运行时间，或者选择较小容量的磷酸铁锂电池，同时仍然实现与较大容量 AGM 相同的运行时间。

特点 – 更高的充电效率：

比较

• 年度股东大会 – 充满电大约需要 1 分钟8小时
• LiFePO4 – 充满电仅需 2 小时

好处

• 电池已充满电，可以更快地再次使用

在许多应用中的另一个强大优势。由于内阻较低等因素，LiFePO4 电池可以以比 AGM 更高的速率接受充电。这使得它们可以更快地充电并准备使用，从而带来许多好处。

特点 – 低自放电率：

比较

• AGM – 4 个月后放电至 80% SOC
• LiFePO4 – 8 个月后放电至 80%

好处

• 可以保存更长时间

这一功能对于休闲车辆来说是一个很大的特点，例如大篷车、船只、摩托车和摩托艇等，这些车辆一年只能使用几个月，然后在一年中的剩余时间里存放起来。除此之外，LiFePO4电池不会钙化，因此即使长时间放置后，电池也不太可能受到永久性损坏。磷酸铁锂电池不会因未在充满电状态下存放而受到损害。

因此，如果您的应用程序保证上述任何功能，那么您在磷酸铁锂电池上的额外花费一定会物有所值。后续文章将在未来几周内发布，其中将包括 LiFePO4 电池和不同锂化学物质的安全方面。

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