Litij baterija željezo fosfat: karakteristike, primjena

Modernom opremom svaki dan postaje sve složenija i moćan. Visoki standardi tehnologije čine visoke zahtjeve na baterije koje sada treba da kombinuju visoke performanse, energetska efikasnost, a imaju povećan snabdijevanja električnom energijom.

Uvođenje novih vrsta za proizvodnju električne opreme, ubrzanje procesa - sve to povećava na potražnje za električnom energijom, i moderne baterije više ne može ih uvijek ispuniti. Riješiti ovaj problem, proizvođači su odlučili da se poboljša litij-ionske tehnologije. Tako je rođen litij željezo fosfat baterija (LiFePO4), koja je ideološki potomak Li-ionske baterije.

istorijske informacije

LiFePO4, ili LFP, - prirodne mineralne olivina porodice, je prvi put otkriven 1996. godine naučnici sa Univerziteta u Teksasu, John Goodenough, koji je u potrazi za načinima da se poboljša Li-ion izvora energije. Primjetan je i činjenica da je mineral ima manju toksičnost i veću termičku stabilnost od svega poznata u vrijeme elektroda.

Osim što sastali su se u prirodnom okruženju, i imali su niže troškove. Glavni nedostatak elektroda na osnovu LiFePO4 bio mali električni kapacitet, zbog čega je litijum-gvožđe fosfat baterija je prestao da se razvija.

Istraživanja u tom pravcu su nastavljeni u 2003. godini na Massachusetts Institute of Technology. Tim naučnika koji rade na stvaranju temelja nove baterije koji će postati zamjena za najnaprednije u to vrijeme, Li-ionske baterije. Projekat zainteresovani za velike kompanije kao što su Motorola i Qualcomm, koji su doveli do pojave baterije sa LiFePO4 katoda elementima.

LiFePO4 baterija na osnovu

Ova vrsta baterija koristi istu tehnologiju za proizvodnju električne energije, kao i uobičajene litijum-jonske ćelije za nas. Međutim, postoje brojne značajne razlike između njih. Prva je da koristi svoj tip BMS - sistem upravljanja koji štiti električni prekomjerno punjenje baterija iz i dubinskog pražnjenja, poboljšava izdržljivost i čini izvor energije više stabilna.

Drugo, LiFePO4, za razliku od LiCoO2, je manje toksičan. Ova činjenica dozvoljeno da izbjeći neke od problema vezanih za zagađenje životne sredine. Posebno da se smanji emisija kobalta zbog nepravilnog odlaganja baterija.

Konačno, zbog nedostatka jedinstvenih standarda LFP elementi imaju različite kemijske kompozicije, što dovodi do modela varijacije Performance u širokom rasponu. Osim toga, ovi održavanje napajanja teže i treba da se uradi u skladu sa određenim pravilima.

tehničke karakteristike

Kaže se da je litij željezo fosfat baterija 48 V, 36 volti i 60 volti se proizvode sekvencijalno koji povezuje pojedinačne ćelije, jer je maksimalni napon u jednom LFP-sekcija ne može biti veći od 3,65 V. Dakle, učinak svake baterije znatno može razlikuju jedni od drugih - to sve ovisi o skupštini i posebno kemijski sastav.

Za analizu učinka predstaviti nominalna vrijednost jedne jedne ćelije.

Najbolji realizaciju potencijala svakog pojedinca ćelija u bateriji je postignut Everexceed. Litij željezo fosfat baterija Everexceed razlikuju dug život. Svi oni mogu izdržati i do 4 hiljade. Punjenja-pražnjenja s gubitkom od kapaciteta do 20%, a odvija popunu skladištenja energije za 12 minuta. S obzirom na to, možemo zaključiti da Everexceed baterije su jedan od najboljih predstavnika LFP-elemenata.

Prednosti i nedostaci

Glavna prednost da u povoljnom svjetlu naglašava litij željezo fosfat baterija, među ostalim predstavnicima RAK-a, je dugovječnost. Takav element je u stanju izdržati više od 3 hiljade ciklusa punjenja-pražnjenja na nivo energije padne na 30%, a više od 2 hiljade - .. Ako je pao na 20%. Zbog toga je prosječna trajanje baterije je oko 7 godina.

Stabilna struja punjenja je druga važna prednost LFP-elemenata. Izlazni napon ostaje jednak 3,2 V dok se punjenje je potpuno iscrpljen. Ovo pojednostavljuje instalacije, eliminirajući potrebu za regulatore napona.

Viši vršnu struju - treći svojih prednosti. Ova funkcija omogućava bateriji da im daju maksimalnu snagu čak i pri vrlo niskim temperaturama. Ova nekretnina je zatraženo proizvođača vozila za korištenje litij željezo fosfat baterija kao primarni izvor energije prilikom pokretanja benzinskih i dizel motora.

Zajedno sa svim prednostima, LiFePO4 baterije imaju jednu veliku manu - velika masa i dimenzije. Ovo ograničava njihova upotreba u određenim vrstama strojeva i električne opreme.

Karakteristike rada

Ako kupujete gotove litijum-fosfat baterija, teškoće s održavanjem i operacije nećete imati. Sve zahvaljujući činjenici da proizvođači takvih elemenata se ubacuju u BMS odbora koji sprečavaju overcharging i spriječiti pražnjenje element na najniži nivo.

Ali ako kupite pojedinačnih ćelija (Penlight baterije, na primjer), onda morate držati na oku sam na baterije. Kada zadužen padne ispod kritičnog nivoa (2.00 V ispod) će brzo pasti i kapaciteta, što je nemoguće puniti ćelije. Ako, naprotiv, biti preopterećenje (iznad 3,75 V), ćelija jednostavno nabubrenja zbog plinova pušten na slobodu.

Ako koristite takve baterije za električno vozilo, nakon što je 100% punjenja morate isključite punjač baterije. U suprotnom, baterija bubri zbog supersaturacija od strujnog udara.

pravila rada

Ako planirate koristiti litij-fosfat baterije u cikličnom režimu i na tampon, na primjer, kao izvor power-ups ili u kombinaciji sa solarnim baterije, morate se pobrinuti za snižavanje nivoa naknade za 3,40-3,45 V. nosi sa ovaj zadatak pomaže 'pametne' punjače koji automatski prvi u potpunosti nadoknadi snabdijevanje energijom, a zatim smanjiti razinu stresa.

Tokom rada, morate pratiti ravnotežu ćelije ili upotrebu posebnih plaćanja balansiranja (u bateriji, oni su napravljeni za električno vozilo). ćelija neravnoteže se zove takvo stanje, kada je ukupan napon uređaja je po nominalnoj razini, ali je napon ćelije postaje drugačije.

Ovaj fenomen je zbog razlike u otpornosti pojedinih sekcija, loš kontakt therebetween. Ako ćelije imaju različite napone, a to je njihova nejednaka punjenja-pražnjenja, što značajno smanjuje životni vijek baterije.

Stavljanje baterija u rad

Prije nego što se koriste litijum fosfat baterije sastavljen od zasebnih cjelina, mora se voditi računa balansiranje sistema, kao i sekcije mogu imati različite napunjenosti. Za tu svrhu sve komponente su međusobno povezani paralelno i povezani su sa ispravljača, punjač. Sjedinjene stoga je potrebno za punjenje ćelija na 3,6 V.

Koristeći litij željezo fosfat za električni bicikl, verovatno primetili da je u prvih nekoliko minuta baterija daje maksimalnu snagu, a zatim plaća se brzo pada na razinu od 3,3-3,0 V. Ne boj se, jer je to normalan rad baterije . Činjenica da je većinu svojih kapaciteta (oko 90%) nalazi se u ovom opsegu.

zaključak

Efikasnost litijum-fosfat baterija je 20-30% veća nego kod drugih baterija. U isto vrijeme služe za 2-3 godine duže od drugih izvora energije, kao i osigurati stabilan tekući tokom čitavog perioda rada. Sve ovo ukazuje na elemente predstavljen u pozitivnom svjetlu.

Međutim, većina ljudi će zanemariti i litij željezo fosfat baterije. Prednosti i mane baterija blijedo prije njihova cijena - to je 5-6 puta više nego što je uobičajeno za nas da olovne ćelije. Ovaj automobil baterija košta u prosjeku oko 26 hiljada. Rubalja.