Batería de litio de fosfato de ferro: as características, aplicación

equipos modernos cada día se está facendo máis complexo e poderoso. estándares de alta tecnoloxía fan altas esixencias para as baterías que agora teñen que combinar alto rendemento, eficiencia enerxética, e ten un aumento da oferta de enerxía eléctrica.

A introdución de novos tipos de produción de equipos eléctricos, a aceleración do proceso - todo isto aumenta a demanda de enerxía eléctrica, e as baterías modernas xa non poderá atopalos. Para solucionar este problema, os fabricantes teñen escollida para mellorar a tecnoloxía de ións de litio. Así naceu a batería de fosfato de ferro de litio (LiFePO 4), que é unha descendente ideolóxica de baterías de ións de litio.

informacións históricas

LiFePO4, ou LFP, - mineral natural familia olivina, foi descuberto por primeira vez en 1996 por científicos da Universidade de Texas, John Goodenough, que estaba á procura de xeitos de mellorar as fontes de enerxía Li-ion. Notable é o feito do mineral ten unha toxicidade máis baixa e unha estabilidade térmica máis elevada do que calquera coñecido no momento os electrodos.

Ademais, coñeceu no contorno natural, e tivo un custo menor. A principal desvantaxe dos electrodos na base de LiFePO 4 era unha pequena capacidade eléctrica, que é por iso a batería de fosfato de ferro de litio deixou de ser desenvolvido.

As investigacións nesta dirección foron retomadas en 2003 no Instituto de Tecnoloxía de Massachusetts. Un equipo de científicos que traballan na creación fundamentalmente nova batería que se tornaría un substituto para o máis avanzado no que as baterías de tempo, Li-Ion. O proxecto interesado en grandes empresas como Motorola e Qualcomm de que trouxo a aparición de batería con elementos LiFePO4 catódicos.

batería LiFePO4 con base

Este tipo de baterías usa a mesma tecnoloxía para producir electricidade, e as células habituais de litio-ión para nós. Con todo, hai unha serie de diferenzas significativas entre eles. En primeiro lugar, é empregar o seu propio tipo de BMS - sistema de xestión que protexe a batería eléctrica de sobrecarga e descarga profunda, mellora a durabilidade e fai a fonte de enerxía máis estable.

En segundo lugar, LiFePO4, ao contrario LiCoO2, é menos tóxico. Este feito permitiu evitar algúns dos problemas asociados coa contaminación ambiental. En especial para reducir as emisións de cobalto debido á disposición inadecuada de baterías.

Finalmente, debido á falta de estándares unificados elementos LFP ter composicións químicas diferentes, o que fai que os modelos variación de rendemento ao longo dun amplo rango. Ademais, estas fontes de alimentación de mantemento máis difícil e debe facerse conforme certas regras.

características técnicas

Dise que o ferro de litio batería fosfato 48 voltios, 36 voltios e 60 voltios prodúcense a través da interconexión secuencialmente as células individuais, porque a tensión máxima nun LFP-sección non pode ser superior a 3,65 V. Así, o desempeño de cada batería pode significativamente difiren uns dos outros - todo depende da montaxe ea composición química particular.

Para a análise de rendemento presentar valor nominal dunha única célula.

A mellor realización do potencial de cada célula individual en que a batería foi alcanzado EverExceed. Batería de litio de fosfato de ferro EverExceed difiren longa vida. Todos poden soportar ata 4 mil ciclos de carga-descarga. Cunha perda de capacidade de ata o 20%, ea reposición de almacenamento de enerxía ten lugar en 12 minutos. Ante isto, podemos concluír que as baterías EverExceed son un dos mellores representantes da LFP-elementos.

Vantaxes e desvantaxes

A principal vantaxe de que de forma favorable destaca a batería de litio de fosfato de ferro, entre outros representantes da PCR, é a lonxevidade. Un tal elemento é capaz de soportar máis que 3 mil ciclos de carga-descarga para un nivel de potencia cae a 30%, e máis de 2000 - .. Se caeu a 20%. Debido a iso a vida media da batería é de aproximadamente 7 anos.

corrente de carga estable, é a segunda vantaxe importante da LFP-elementos. A tensión de saída segue sendo igual a 3,2 V a que a carga está completamente esgotado. Isto simplifica a fiación, eliminando a necesidade de reguladores de tensión.

Maior pico de corrente - o terceiro da súa vantaxe. Esta característica permite que a batería para darlles a potencia máxima, mesmo a temperaturas moi baixas. Esta propiedade levou os fabricantes de vehículos a utilizar baterías de fosfato de ferro de litio como fonte de enerxía primaria, cando o inicio dos motores de gasolina e diésel.

Xunto con todas as vantaxes, as baterías de LiFePO4 ten unha gran desvantaxe - unha gran masa e dimensións. Isto limita o seu uso en determinados tipos de máquinas e equipos eléctricos.

Características de funcionamento

Se mercar baterías de litio-fosfato listas, as dificultades co mantemento e operación que non terá. Todo grazas ao feito de que os fabricantes de tales elementos son introducidos na tarxeta BMS que evitar o exceso de carga e evitar elemento de descarga para o nivel máis baixo.

Pero se mercar células individuais (baterías lanterna, por exemplo), entón ten que manter un ollo sobre a batería só. Cando a carga cae por baixo do nivel crítico (2,00 V a continuación) pode caer rapidamente e capacidade, tornándose imposíbel para recargar as células. Se, pola contra, ser resaltado (por enriba de 3,75 V), a célula simplemente incha debido aos gases liberados.

Se está a usar esa enerxía para un vehículo eléctrico, despois o 100% de carga ten de desconectar o cargador de batería. En caso contrario, a batería incha debido á supersaturação de electrocución.

normas de funcionamento

Se vostede pensa usar unha batería de litio-fosfato en modo bucle e nun tapón, por exemplo, como unha fonte de power-ups ou conxuntamente cunha batería solar, ten que tomar coidado de reducir o nivel de carga de 3,40-3,45 V. Cope con isto axuda cargadores 'intelixentes' que automaticamente compensar primeiro totalmente para a subministración de enerxía e, a continuación, diminuír o nivel de estrés.

Durante a operación, hai que controlar o equilibrio de células ou de pago especial de equilibrio (na batería, son construídos para un vehículo eléctrico). desequilibrio célula chamada de tal estado, cando a tensión total do dispositivo a un nivel de nomes, pero a tensión da célula convértese en diferente.

Este fenómeno é debido á diferenza das resistencias de seccións individuais, pobre contacto entre as mesmas. As células teñen voltagens diferentes, e é a súa desigual de carga-descarga, o que reduce significativamente a vida útil da batería.

Colocar a batería en funcionamento

Antes de utilizar baterías de fosfato de litio montados a partir de células separadas, debe ser tomado coidado sistema de equilibrio, como as seccións poden ter o nivel de carga diferente. Para estes efectos, as compoñentes están conectados en paralelo e están ligados ao rectificador, un cargador. Estados, polo tanto, é necesario cargar o móbil para 3,6 V.

Usando batería de fosfato de ferro de litio de bicicleta eléctrica, ten que notar que, nos primeiros minutos de batería dá a potencia máxima, e, a continuación, a carga está caendo rapidamente co nivel de 3,3-3,0 V. Non teña medo diso, xa que é a operación normal da batería . O feito da maioría da súa capacidade (uns 90%) encóntrase nesta gama.

conclusión

as baterías de litio-fosfato de eficiencia é 20-30% máis elevada que a de outras baterías. Á vez que serven para 2-3 anos máis que outras fontes de enerxía, así como proporcionar unha corrente estable ao longo de todo o período de funcionamento. Todo isto destaca os elementos presentados nunha luz favorable.

Con todo, a maioría da xente vai ignorar e batería de fosfato de ferro de litio. Pros e contras de batería pálido antes do seu prezo - que é 5-6 veces máis que o habitual para nós chumbo-ácido células. Esta batería de coche custa unha media de preto de 26 mil. Rublos.