Литиево-железен фосфат батерия: характеристиките прилагане

Модерна техника всеки ден става все по-сложни и мощни. Високите технологични стандарти правят високи изисквания към батериите, които сега трябва да се комбинира висока производителност, енергийна ефективност, както и да има по-голямото предлагане на електроенергия.

Въвеждането на нови видове продукция електрическо оборудване, ускоряване на процеса - всичко това увеличава търсенето на електроенергия, както и модерни батерии вече не може винаги да ги изпълнят. За да се реши този проблем, производителите са избрали да се подобри литиево-йонната технология. Така е роден на литиево-железен фосфат батерията (LiFePO4), което е идейно потомък на литиево-йонни батерии.

историческа информация

LiFePO4, или LFP, - натурална минерална семейство оливин, за първи път е открита през 1996 г. от учени от Университета на Тексас, Джон Goodenough, който търси начини за подобряване на източниците на литиево-йонни електроцентрали. Съществено е, че минералът е по-ниска токсичност и по-висока термична стабилност от всичко известни към момента електродите.

Освен това се срещна в естествената околна среда, както и с по-ниска цена. Основният недостатък на електродите, въз основа на LiFePO4 е малък електрически капацитет, поради което литиев железен фосфат батерия престава да се развива.

Изследванията в тази посока бяха възобновено през 2003 г. в Масачузетския технологичен институт. Екип от учени, работещи по създаването на принципно нова батерия, която ще се превърне в заместител на най-напредналите в това време, Li-Ion батерии. Проектът се интересуват от големи компании като Motorola и Qualcomm, който донесе появата на батерия с LiFePO4 катодни елементи.

LiFePO4 батерия на базата на

Този тип батерии използва същата технология за производство на електроенергия, и обичайните литиево-йонни клетки за нас. Въпреки това, има няколко съществени разлики между тях. На първо място, е да се използва собствената си вид BMS - система за управление, която защитава електрическа батерия от презареждане и дълбоководно заустване, подобрява издръжливостта и прави източник на енергия по-стабилна.

На второ място, LiFePO4, за разлика от LiCoO2, е по-малко токсични. Този факт позволи да се избегнат някои от проблемите, свързани с замърсяването на околната среда. По-специално, за да се намалят емисиите на кобалт в следствие от неправилно изхвърляне на батерии.

На последно място, поради липсата на единни стандарти LFP елементи имат различен химически състав, който причинява модели вариант за изпълнение в широк диапазон. В допълнение, тези захранвания поддръжка по-трудно и трябва да се прави в съответствие с определени правила.

технически характеристики

Твърди се, че литиево-железен фосфат батерия 48 волта, 36 волта и 60 волта се получават чрез последователно свързване на отделните клетки, защото максимално напрежение в един LFP сечение не може да надвишава 3,65 V. Следователно, ефективността на всяка батерия може значително различават един от друг - всичко зависи от сглобяването и специално химическия състав.

За ефективността анализ представя номинална стойност на една единствена клетка.

Най-добрата реализация на потенциала на всяка отделна клетка в акумулатора е достигната Everexceed. Литиево-железен фосфат батерия Everexceed различават дълъг живот. Всички те могат да издържат до 4 хил. Цикъла заряд-разряд със загуба от капацитет до 20%, а за попълването на съхранение на енергия се извършва в 12-та минута. Като се има предвид това, можем да заключим, че Everexceed батерии са едни от най-добрите представители на LFP-елементи.

Предимства и недостатъци

Основното предимство на този в благоприятна светлина подчертава фосфат батерия литий желязо, наред с други представители на АКР, е дълголетие. Такъв елемент може да издържи повече от 3 хиляди заряд-разряд цикъла при ниво на мощност пада до 30%, както и повече от 2 хиляди - .. Ако спадна до 20%. Поради това средната продължителност на живота на батерията е около 7 години.

Стабилен ток за зареждане е второто важно предимство на LFP-елементи. Изходното напрежение остава равна на 3,2 V, докато зарядът е напълно изтощена. Това опростява окабеляването, което премахва необходимостта от регулатори на напрежение.

Висше пиков ток - една трета от своя полза. Тази функция позволява на батерията, за да им се даде максимална мощност дори и при много ниски температури. Този имот е подкана производителите на превозни средства да използват литиево-железен фосфат батерия като основен източник на енергия при стартиране на бензинови и дизелови двигатели.

Заедно с всички предимства, LiFePO4 батерии имат един основен недостатък - голяма маса и размери. Това ограничава тяхното използване в някои типове машини и електрически съоръжения.

Характеристики на работа

Ако си купите готови литиево-фосфатни батерии, трудностите, с поддръжката и експлоатацията, че няма да имат. Всички, благодарение на факта, че производителите на такива елементи са вкарани в BMS борда, които пречат на презареждането и предотврати изтощаването елемент на най-ниското ниво.

Но ако закупите отделни клетки (фенерче батерии, например), тогава ще трябва да държи под око сам на батерия. Когато такса падне под критичното ниво (2.00 V-долу) бързо ще падне и капацитет, което прави невъзможно за презареждане на клетките. Ако, напротив, да натегнат (над 3,75 V), клетката просто изпъква поради газовете, освободени.

Ако използвате такъв батерия за електрически превозни средства, след като 100% зареждане трябва да изключите зарядното устройство. В противен случай, батерията се подува поради пренасищането с електрически ток.

правила за експлоатация

Ако се планира използването на литиево-фосфатни батерии в цикличен режим и в буфер, например, като източник на електрически прозорци или в комбинация с слънчева батерия, трябва да се грижи за понижаване на нивото на заряда да 3.40-3.45 V. справят с тази задача помага интелигентни зарядни устройства, които автоматично първия напълно компенсират за доставка на енергия, а след това по-ниско ниво на стрес.

По време на работа, трябва да се следи за баланса на клетки или използване на специални плащане баланс (в батерията, те са изградени за електрически превозни средства). клетъчен дисбаланс нарича такова състояние, когато общото напрежение на устройството е с номинално ниво, но напрежението в клетката става различно.

Този феномен се дължи на разликата на съпротивленията на отделните секции, лош контакт между тях. Ако клетките са с различни напрежения и е неравномерното им заряд-разряд, което значително намалява живота на батерията.

Поставянето на батерията в експлоатация

Преди да се използва литиево-фосфатни батерии, сглобени от отделни клетки, трябва да се внимава за балансиране на системата, като секциите могат да имат различно ниво на заряда. За тази цел всички компоненти са свързани паралелно и са свързани към токоизправител, зарядно устройство. Юнайтед по този начин, е необходимо да се зарежда клетката до 3,6 V.

Използването на батерия, литиево-железен фосфат за електрически велосипед, вие вероятно сте забелязали, че в първите минути на батерията дава максималната мощност, а след това таксата е бързо падане на нивото на 3,3-3,0 V. Не се страхувайте от това, защото това е нормалната работа на батерията , Фактът, че повечето от капацитета си (около 90%) се крие в този диапазон.

заключение

Ефективност литиево-фосфатни батерии е 20-30% по-висока от тази на други батерии. В същото време те служат за 2-3 години по-дълго от други източници на енергия, както и да осигури стабилен ток за целия период на експлоатация. Всичко това подчертава елементите, представени в благоприятна светлина.

Въпреки това, повечето хора ще игнорира и литиев железен фосфат батерия. Плюсове и минуси на батерията бледнеят пред цената им - тя е 5-6 пъти повече от обичайните за нас, за да оловни клетки. Тази кола батерия струва средно около 26 хиляди души. Рубли.