Litij željezo fosfat baterija: karakteristike, primjena

Moderna oprema svakog dana postaje sve složeniji i moćan. Visoka tehnologija standardi čine visoke zahtjeve na baterije koje se sada trebaju kombinirati visoke performanse, energetsku učinkovitost, te imaju povećanu opskrbu električnom energijom.

Uvođenje novih vrsta proizvodnje električne opreme, ubrzanje procesa - sve to povećava na potrošnje električne energije i moderne baterije više ne može uvijek u skladu s njima. Kako bi riješio taj problem, proizvođači su odlučili poboljšati litij-ionskoj tehnologiji. Tako je rođena litij željezni fosfat bateriju (LiFePO4), koja je potomak ideološki Li-ion baterije.

povijesni podaci

LiFePO4 ili LFP, - prirodna mineralna olivina obitelj, prvi put otkriven 1996. godine od strane znanstvenika sa Sveučilišta u Teksasu, John Goodenough, koji je u potrazi za načine kako poboljšati izvore napajanja Li-ion. Značajna je činjenica da je mineralna ima manju toksičnost i veću toplinsku stabilnost nego bilo poznato u vrijeme elektroda.

Osim što sastali su se u prirodnom okruženju, i imao nižu cijenu. Glavni nedostatak elektroda na temelju LiFePO4 bio mali električni kapacitet, zbog čega je litij željezo fosfat baterija je prestala da se razvija.

Istraživanja u tom smjeru je nastavljen u 2003. godini na Massachusetts Institute of Technology. Tim znanstvenika koji rade na stvaranju temelja nove baterije koje će postati zamjena za najnaprednija u to vrijeme, Li-Ion baterija. Projekt zanima velikih tvrtki kao što su Motorola i Qualcomm, koji je donio pojavu baterije s LiFePO4 katodne elemenata.

LiFePO4 baterija na temelju

Ova vrsta baterija koristi istu tehnologiju za proizvodnju električne energije, a uobičajene litij-ionske ćelije za nas. Međutim, postoji nekoliko značajnih razlika među njima. Prvo, je da koristite svoj tip BMS - sustav upravljanja koji štiti električni akumulator od prekomjernog punjenja i duboko pražnjenje, poboljšava izdržljivost i čini izvor energije stabilniji.

Drugo, LiFePO4, za razliku od LiCoO2, manje je toksičan. Ta činjenica dopušteno izbjeći neke od problema povezanih sa zagađenjem okoliša. Posebno za smanjenje emisije kobalt zbog nepravilnog odlaganja baterija.

Konačno, zbog nedostatka jedinstvenih standarda LFP elementi imaju različite kemijske sastave, što uzrokuje modele varijacija izvedbe u širokom rasponu. Osim toga, ove snage za održavanje zalihe teže i treba biti učinjeno u skladu s određenim pravilima.

tehničke karakteristike

Rečeno je da se litij željezni fosfat baterija 48 V, 36 V i 60 volta proizvedena sekvencijalno međusobno pojedinačne stanice, jer je maksimalni napon u jednoj LFP presjeku ne smije biti veći od 3,65 V. Prema tome, učinkovitost svake baterije može značajno razlikuju jedni od drugih - to sve ovisi o skupštini i određenog kemijskog sastava.

Za analizu učinka predstaviti nominalna vrijednost jedne jedine stanice.

Najbolji realizacija potencijala svake pojedine stanice u bateriji je postignut Everexceed. Litij željezo fosfat baterija Everexceed razlikuju dug život. Sve se može izdržati i do 4 tisuće. Punjenje-pražnjenja s gubitkom od kapaciteta do 20%, a nadopunjavanje skladištenje energije se odvija u 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 baterije, među ostalim predstavnicima CRA je dugovječnost. Takav element je u stanju izdržati više od 3 tisuće ciklusa punjenja-pražnjenja na energetskoj razini padne na 30%, a više od 2000 - .. Ako je pala na 20%. Zbog toga je prosječna trajanje baterije je oko 7 godina.

Stabilno struja punjenja je druga važna prednost LFP-elemenata. Izlazni napon ostaje jednak 3.2 V do zadužen je potpuno iscrpljen. To pojednostavljuje ožičenje, eliminirajući potrebu za regulatore napona.

Visoko vršna struja - treći njihova prednost. Ova značajka omogućuje da se baterija im maksimalnu snagu čak i pri vrlo niskim temperaturama. Ova nekretnina potaknula je proizvođače vozila koristiti litij željezo fosfat baterija kao primarni izvor energije kada počinju benzinskih i dizelskih motora.

Zajedno sa svim prednostima, LiFePO4 baterije imaju jedan veliki nedostatak - veliku masu i dimenzije. To ograničava njihovu uporabu u određenim vrstama strojeva i električne opreme.

Značajke rada

Ako kupite gotove litij-fosfatne baterije, poteškoće s održavanjem i operacije nećete imati. Sve zahvaljujući činjenici da su proizvođači takvih elemenata umetnuta u BMS brodu da se spriječi Prekomjerno punjenje i spriječilo pražnjenje elementa na najnižu razinu.

No, ako kupite pojedinačne stanice (baterijsku svjetiljku baterije, na primjer), onda morate paziti samo na baterijskom napajanju. Kada naknada padne ispod kritične razine (2,00 V u nastavku) brzo će pasti i kapacitet, što je nemoguće napuniti stanica. Ako, naprotiv, biti preopterećenje (iznad 3,75 V), stanica jednostavno ispupčenja zbog plinova pušten.

Ako koristite takve baterije za električno vozilo, nakon što je 100% punjenja morate iskopčajte punjač baterije. Inače, baterija buja zbog prezasićenja od strujnog udara.

pravila poslovanja

Ako planirate koristiti litij-fosfatne baterije u cikličkom modu i tampon, na primjer, kao izvor power-ups ili u kombinaciji sa solarnom baterijom, morate voditi brigu o snižavanju razine zadužen za 3,40-3,45 V. nositi s ovaj zadatak pomaže „pametne” punjače koji automatski prvi potpunosti nadoknaditi opskrbu energijom, a zatim smanjiti razinu stresa.

Tijekom rada, morate pratiti ravnotežu stanica ili korištenje posebnog plaćanja za balansiranje (na baterije, oni su izgradili za električno vozilo). stanica neravnoteža zove takvo stanje, kada je ukupni napon uređaja je po nominalnoj razini, ali stanice napona postaje drugačija.

Ovaj fenomen je zbog razlike od otpora pojedinih sekcija, slab kontakt između njih. Ako stanice imaju različite napone, a to je njihova neravnomjerna punjenja-pražnjenja, što znatno smanjuje vijek trajanja baterije.

Stavljanje baterije u rad

Prije uporabe litij fosfatne baterije sastavljen od zasebnih stanica, mora se voditi sustav za balansiranje, kao što su dijelovi mogu imati različite razine napunjenosti. U tu svrhu sve komponente su međusobno paralelno i spojeni na ispravljač, punjač. Sjedinjene stoga je potrebno puniti ćeliju na 3,6 V.

Korištenje baterije litij željezo fosfat za električni bicikl, vjerojatno ste primijetili da je u prvim minutama baterija daje maksimalnu snagu, a zatim naboj brzo pada na razinu od 3.3-3.0 V. Nemojte se bojati toga, jer je to normalan rad baterije , Činjenica da je većinu svojih kapaciteta (oko 90%) je u tom rasponu.

zaključak

Učinkovitost litij-fosfat baterije je 20-30% veća od one za ostale baterije. U isto vrijeme služe za 2-3 godina dulje od drugih izvora energije, kao i pružiti stabilnu struju tijekom cijelog perioda rada. Sve to ukazuje na elemente prikazane u povoljnom svjetlu.

Međutim, većina ljudi će zanemariti i litij-željezo-fosfat baterija. Pro i kontra od baterije blijede pred njihovu cijenu - to je 5-6 puta više od uobičajenog za nas olovnih ćelija. Ovaj automobil baterija košta u prosjeku oko 26 tisuća kuna. Rubalja.