Litium besi fosfat bateri: ciri-ciri, aplikasi

peralatan moden setiap hari menjadi lebih kompleks dan berkuasa. standard teknologi tinggi membuat permintaan yang tinggi untuk bateri yang kini perlu menggabungkan prestasi tinggi, kecekapan tenaga, dan mempunyai bekalan yang meningkat elektrik.

Pengenalan jenis baru pengeluaran peralatan elektrik, percepatan proses - semua ini meningkatkan permintaan elektrik, dan bateri moden tidak lagi sentiasa bertemu dengan mereka. Untuk menyelesaikan masalah ini, pengeluar memilih untuk meningkatkan teknologi lithium-ion. Oleh itu dilahirkan bateri fosfat besi litium (LiFePO4), yang merupakan keturunan ideologi bateri Li-ion.

maklumat sejarah

LiFePO4, atau LFP, - mineral semula jadi olivine keluarga, pertama kali ditemui pada tahun 1996 oleh saintis dari University of Texas, John Goodenough, yang mencari cara-cara untuk meningkatkan sumber kuasa Li-ion. Ketara adalah hakikat bahawa mineral yang mempunyai ketoksikan yang lebih rendah dan kestabilan yang haba yang lebih tinggi daripada apa-apa diketahui pada masa itu elektrod.

Selain ia bertemu di alam semula jadi, dan mempunyai kos yang lebih rendah. Kelemahan utama elektrod atas dasar LiFePO4 adalah kapasiti elektrik kecil, itulah sebabnya bateri litium fosfat besi tidak lagi dibangunkan.

Penyelidikan ke arah ini telah disambung semula pada tahun 2003 di Massachusetts Institute of Technology. Sekumpulan saintis bekerja pada penciptaan bateri dasar baru yang akan menjadi pengganti yang paling maju pada bahawa bateri masa, Li-ion. projek yang berminat dalam syarikat-syarikat besar seperti Motorola dan Qualcomm, yang membawa kemunculan bateri dengan unsur-unsur LiFePO4 katod.

LiFePO4 bateri atas dasar

jenis ini bateri menggunakan teknologi yang sama untuk menghasilkan elektrik, dan sel-sel lithium-ion biasa bagi kita. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa perbezaan yang ketara di antara mereka. Pertama, adalah dengan menggunakan jenisnya sendiri BMS - sistem pengurusan yang melindungi bateri elektrik dari berlebihan dan pelepasan mendalam, meningkatkan ketahanan dan menjadikan sumber tenaga yang lebih stabil.

Kedua, LiFePO4, tidak seperti LiCoO2, adalah kurang toksik. Fakta ini dibenarkan untuk mengelakkan beberapa masalah yang berkaitan dengan pencemaran alam sekitar. Khususnya untuk mengurangkan pelepasan kobalt akibat pembuangan bateri yang tidak betul.

Akhirnya, disebabkan kekurangan standard bersatu elemen LFP mempunyai komposisi kimia yang berbeza, yang menyebabkan model Prestasi Perubahan lebih pelbagai. Di samping itu, ini bekalan kuasa penyelenggaraan lebih sukar dan perlu dilakukan dengan mematuhi peraturan tertentu.

ciri-ciri teknikal

Dikatakan bahawa litium besi fosfat bateri 48 volt, 36 volt dan 60 volt dihasilkan oleh berurutan bersambung sel-sel tunggal, kerana voltan maksimum dalam satu LFP-bahagian tidak boleh melebihi 3.65 V. Oleh itu, prestasi setiap bateri dengan ketara boleh berbeza antara satu sama lain - ia bergantung kepada pemasangan dan komposisi kimia tertentu.

Untuk Prestasi analisis membentangkan nilai nominal satu sel tunggal.

Merealisasikan terbaik potensi setiap sel individu dalam bateri telah dicapai Everexceed. Litium besi fosfat bateri Everexceed berbeza sepanjang hayat. Apa yang mereka boleh bertahan sehingga 4000. Kitaran bertanggungjawab melaksanakan dengan kehilangan kapasiti sehingga 20%, dan mengisi semula simpanan tenaga berlaku dalam masa 12 minit. Memandangkan ini, kita boleh menyimpulkan bahawa bateri Everexceed adalah salah satu wakil-wakil terbaik daripada LFP-unsur.

Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan utama yang dalam cahaya yang baik menonjolkan fosfat bateri litium besi, antara wakil-wakil lain yang CRA, adalah usia yang panjang. Seperti unsur yang dapat bertahan lebih daripada 3000 kitaran bertanggungjawab melaksanakan pada tahap kuasa yang jatuh kepada 30%, dan lebih daripada 2000 - .. Jika menurun kepada 20%. Oleh kerana itu hayat bateri ialah kira-kira 7 tahun.

Stabil semasa pengecasan adalah kelebihan yang penting kedua LFP-unsur. Voltan output tetap sama dengan 3.2 V sehingga caj benar-benar habis. Ini memudahkan pendawaian, menghapuskan keperluan bagi pengawal selia voltan.

puncak yang lebih tinggi semasa - ketiga faedah mereka. Ciri ini membolehkan bateri untuk memberi mereka kuasa maksimum walaupun pada suhu yang sangat rendah. Hartanah ini telah mendorong pengeluar kenderaan untuk menggunakan bateri litium fosfat besi sebagai sumber kuasa utama apabila memulakan petrol dan diesel enjin.

Bersama-sama dengan semua kelebihan, bateri LiFePO4 mempunyai satu kelemahan utama - jisim yang besar dan dimensi. Ini menghadkan penggunaannya dalam beberapa jenis mesin dan peralatan elektrik.

Ciri-ciri operasi

Jika anda membeli bateri lithium-fosfat siap, masalah dengan penyelenggaraan dan operasi anda tidak akan mempunyai. Semua terima kasih kepada fakta bahawa pengeluar elemen tersebut dimasukkan ke dalam lembaga BMS yang menghalang pengecasan berlebihan dan mencegah unsur pelepasan ke tahap yang paling rendah.

Tetapi jika anda membeli sel individu (bateri penlight, contohnya), maka anda perlu menyimpan mata pada kuasa bateri sahaja. Apabila pertuduhan jatuh di bawah paras kritikal (2.00 V di bawah) akan cepat jatuh dan kapasitan, menjadikannya mustahil untuk berehat dan sel-sel. Jika anda, sebaliknya, akan mengenakan caj berlebihan (melebihi 3.75 V), sel hanya buncit bulges dikawasan disebabkan oleh gas dilepaskan.

Jika anda menggunakan seperti bateri untuk kenderaan elektrik, selepas 100% mengecas anda perlu cabut pengecas bateri. Jika tidak, bateri membengkak kerana supersaturation kejutan elektrik.

peraturan operasi

Jika anda bercadang untuk menggunakan bateri lithium-fosfat dalam mod kitaran dan dalam buffer, sebagai contoh, sebagai sumber kuasa-up atau bersama dengan bateri solar, anda perlu menjaga menurunkan tahap percuma kepada 3,40-3,45 V. menghadapi tugas ini membantu pengecas 'pintar' yang secara automatik pampasan pertama sepenuhnya untuk bekalan tenaga, dan kemudian menurunkan tahap tekanan.

Semasa operasi, anda perlu memantau baki sel-sel atau penggunaan pembayaran pengimbangan khas (dalam bateri, ia dibina untuk kenderaan elektrik). ketidakseimbangan sel dipanggil apa-apa keadaan, apabila jumlah voltan peranti adalah pada tahap yang nominal, tetapi voltan sel menjadi berbeza.

Fenomena ini adalah disebabkan oleh perbezaan rintangan bahagian individu, hubungan yang lemah therebetween. Jika sel-sel mempunyai voltan yang berbeza, dan ia adalah tidak sekata bertanggungjawab melaksanakan mereka, yang ketara mengurangkan hayat perkhidmatan bateri.

Meletakkan bateri ke dalam operasi

Sebelum menggunakan bateri litium fosfat dipasang dari sel-sel berasingan, penjagaan perlu diambil sistem pengimbangan, kerana bahagian-bahagian yang boleh mempunyai tahap caj berbeza. Untuk tujuan ini semua komponen saling selari dan disambungkan kepada penerus, pengecas. United itu ia adalah perlu untuk mengenakan sel kepada 3.6 V.

Menggunakan bateri fosfat besi litium untuk basikal elektrik, anda mungkin perasan bahawa dalam minit pertama bateri memberikan kuasa maksimum, dan kemudian pertuduhan itu cepat jatuh ke tahap 3,3-3,0 V. Jangan takut ini, kerana ia adalah operasi normal bateri . fakta bahawa kebanyakan daripada kapasitinya (kira-kira 90%) terletak pada julat ini.

kesimpulan

Kecekapan bateri lithium-fosfat adalah 20-30% lebih tinggi daripada bateri lain. Pada masa yang sama mereka berkhidmat selama 2-3 tahun lebih lama daripada sumber kuasa lain, serta menyediakan arus yang stabil sepanjang tempoh operasi. Semua ini menonjolkan unsur yang dikemukakan dalam cahaya yang baik.

Walau bagaimanapun, kebanyakan orang akan mengabaikan dan bateri fosfat besi litium. Kebaikan dan keburukan bateri pucat sebelum harga mereka - ia adalah 5-6 kali lebih daripada biasa bagi kita untuk asid plumbum sel. Ini bateri kereta kos purata kira-kira 26 ribu. Rubles.