LiFePO4 правда та міфи ENERprof

enerprof

Передмова

Ми узагальнили цю статтю для вас із кількох джерел. Це не наукова праця, і тому ми не посилаємось на жодні джерела, це більше свого роду внесок у освіту, з метою кращого розуміння цієї технології акумуляторів. Якщо у вас є зауваження, пропозиції, пропозиції щодо виправлень та/або доповнень, не соромтеся звертатися до нас.

Загальні

У 1996 році дослідники з Техаського університету (разом з іншими учасниками) виявили фосфат як катодний матеріал для акумуляторних літієвих батарей. LiFePo4 може забезпечити хороші електрохімічні характеристики з низьким опором. Основними перевагами цієї «літієвої технології» є висока пропускна здатність струму (струми розряду та зарядки), тривалий термін служби (цикли зарядки), хороша термостійкість та краща безпека порівняно із звичайними Li-Ion технологіями. Тепловий втеча настає приблизно до 270 ° C.

Основні недоліки порівняно з Li-Ion включають низьку номінальну напругу (3,2 В), меншу щільність енергії, вищий саморозряд та чутливість до холоду.

На практиці батареї LiFePo4 часто використовуються як заміна свинцевих акумуляторів, оскільки послідовне підключення 4 елементів батареї по 3,2 В кожне призводить до напруги 12,8 В, подібної до свинцевих батарей 12 В

LiFePO4 проти свинцево-кислотних акумуляторів

Батареї LiFePO4 мають очевидні переваги перед звичайними свинцево-кислотними акумуляторами з точки зору стабільності циклу (терміну служби), розмірів, щільності енергії та ваги.

У порівнянні зі звичайними свинцево-кислотними акумуляторами LiFePO4 можна майже повністю розрядити, не зазнаючи значних перепадів напруги. Хоча свинцевий акумулятор може забезпечити приблизно половину номінальної ємності, номінальна ємність акумулятора LiFePO4 майже також є реальною ємністю, яку можна отримати.

Акумулятор LiFePO4 також характеризується порівняно довгим терміном служби. Акумулятори Enerpower можуть досягти 2000 повних циклів зарядки, практично не втрачаючи ємності та напруги (DOD 100%).

DOD розшифровується як «Глибина розряду» і перекладається як глибина розряду. Оскільки акумулятори LiFePo4 не мають ефекту пам’яті, їх не потрібно повністю «пустити». Якщо ваш споживач (пристрій) вимкнеться до кінця розряду напруги акумулятора, ви "виграєте" життя. Наприклад, якщо ви розряджаєте лише акумулятор 12 В (12,8 В) до приблизно 11,8 В (приблизно 50% глибини розряду), ви навіть можете досягти до 10000 циклів зарядки за допомогою акумулятора.

Акумулятор - це виріб, який можна використовувати та споживати. Акумулятор втрачає ємність під час використання. Нормальний курс можна побачити на ескізі вище.

У порівнянні зі свинцево-кислотними акумуляторами LiFePo4 дуже чутливі до перезарядки, а розряджені струми (струми розряду) залежать від вбудованої BMS (Система управління акумуляторами).

LiFePo4 також є досить чутливим з точки зору температури, не так, як це часто пропонують. Навіть якщо часто висуваються інші претензії, холод впливає на LiFePo4 більше, ніж на звичайні літій-іонні акумулятори. Акумулятор LiFePo4 має оптимальне середовище при кімнатній температурі. Чим холодніше оточення батареї, тим більші втрати щодо напруги та ємності.

Програми

Акумулятори LiFePo4 можна використовувати майже скрізь, де до цього часу використовувались свинцеві акумулятори. Будь то маленькі та великі сонячні системи, каравани, двигуни, системи ДБЖ (джерело безперебійного живлення) або медичні пристрої, акумулятори LiFePo4 можуть легко замінити звичайні свинцеві акумулятори. Невеликі пристрої, такі як ехолоти, вимірювальні прилади, іграшки тощо, також можуть довше експлуатуватися з такими батареями.

Вибір правильних програм залежить від здатності акумулятора LiFePo4 подавати вихідні струми. Це контролюється системою управління батареєю BMS.

Чим менше струмів (коефіцієнт С) потрібно, тим міцніший і довговічніший акумулятор. Тому LiFePo4 з його майже постійним рівнем напруги ідеально підходить як заміна для систем ДБЖ. Коефіцієнт С, також відомий як коефіцієнт С, є розмовною кількісною оцінкою для зарядних та розрядних струмів для акумуляторів. Наприклад, за допомогою цього значення можна вказати гранично допустимі струми заряду та розряду залежно від номінальної потужності. Наприклад, акумулятор на 10 Аг буде розряджатися зі швидкістю розряду 0,2 ° С з 10 х 0,2 = 2 ампер. При швидкості розряду 0,5С це 5 ампер, а при швидкості розряду 1С 10 ампер.

Чи дорогі акумулятори LiFePO4?

Закупівельна ціна LiFePo4 часто розглядається як недолік порівняно зі свинцевими акумуляторами. Це справедливо лише частково, оскільки у багатьох додатках, в яких свинцево-кислотні акумулятори швидко розряджаються, акумулятор LiFePO4 коштує ще дешевше. Тривалий термін служби, який перевищує 2000 циклів зарядки та розрядки, означає, що ціна за Вт · ч значно нижча за ціну за Вт · год для свинцевих акумуляторів.

Щоб продемонструвати це, ми порівняємо 2 батареї 12 В з 12 А/год кожна для використання зі споживачем із подібним рівнем напруги.

LiFePO4 має приблизно 144 Вт-год реальної корисної кількості енергії, яку можна отримати протягом 2000 циклів зарядки. Ця батарея має 288 кВт-год енергії протягом свого життя.

Звичайна свинцево-кислотна акумуляторна батарея може досягати приблизно 300 циклів зарядки і фактично розряджається лише до 60%. Приблизно 90 Вт х х 300 циклів зарядки, цей акумулятор зможе забезпечити лише 27 кВт-год. LiFePo4 має в 10 разів більше енергії протягом свого терміну служби, і "може" коштувати в 10 разів дорожче.

BMS - без нього не працює

BMS (Система управління акумулятором) є найважливішим компонентом акумулятора LiFePo4, оскільки цей елемент керування не тільки захищає від перезарядки та глибокого розряду, але також обмежує струм, який може подаватися (виражений в амперах). Говорять про захист від надмірного розряду.

Іншою важливою функцією є так зване балансування елементів батареї. Щоб гарантувати, що акумулятор має тривалий термін служби і має однакову продуктивність, усі вбудовані елементи акумулятора з часом повинні залишатися якомога одноріднішими. Отже, елементи батареї в акумуляторній батареї повинні постійно мати однаковий рівень напруги.

Остання функція - контроль температури. Елементи акумулятора нагріваються під час зарядки та розрядки. Контроль температури гарантує, що елементи батареї не надто нагріваються і втрачають свої характеристики.

Кожна батарея LiFePO4 однакова?

Акумулятори LiFePo4 виготовляються з елементами живлення LiFePo4. Виробники акумуляторних батарей LiFePo4 зараз складають десяток копійок (вони в основному з Китаю).

Різниця між різними батареями складається з кількох факторів, таких як:

  1. Якість вбудованих елементів живлення
  2. Якість контролю (BMS)
  3. Якість виготовлення

У Enerpower ми співпрацюємо з Heter Electronics Group, одним з провідних світових виробників акумуляторних батарей LiFePo4 та акумуляторних систем. Всі наші вбудовані акумуляторні елементи мають сертифікацію UL, як і деякі акумуляторні системи.

Які типи елементів живлення LiFePo4 існують?

Елементи акумулятора є "матеріалом для зберігання" батареї. Якщо ви підключаєте їх послідовно (послідовно), напруга зростає. Якщо паралельно підключити елементи акумулятора, ємність збільшується.

У акумуляторах LiFePo4 12 В (12,8 В) послідовно підключені 4 акумуляторні елементи. 4 х 3,2 В (номінальна напруга) = 12,8 В

На практиці встановилося приблизно 3 типи елементів живлення:

  1. Циліндричні елементи батареї - також відомі як круглі елементи. Такі елементи батареї випускаються різних розмірів. Найпоширеніші формати - 18650 та 26650 (діаметр 26 мм, довжина 65 мм).
  2. Клітинки мішечка - Клітини мішка виглядають як літій-полімерні батареї. Перевага цих акумуляторних елементів полягає в тому, що їх можна легко виготовити в різних розмірах. Найбільшим їх недоліком, як правило, є низька якість
  3. Призматичні елементи акумулятора - цей тип елементів живлення можна знайти у двох варіаціях:
    a. як пластиковий корпус, в якому паралельно з'єднано кілька круглих комірок (циліндричних елементів батареї)

    b. як окремі блоки:

Як дізнатися, чи є акумулятор хорошої якості?

Ми часто стикаємося з цим запитанням, і відповідь на це запитання непроста. Акумулятор LiFePo4 часто виготовляється у герметичному пластиковому корпусі. Відкрити корпус без пошкодження навряд чи можливо.

Інші системи корпусу з гвинтами також можна відкрити, але вони навряд чи зможуть щось розкрити неспеціалісту без вимірювальних приладів та/або експертних знань про вбудовані акумуляторні елементи.

Тому ми рекомендуємо вам обґрунтовувати рішення про придбання на основі побічних доказів. Цим ми перераховуємо ці аргументи: