Bateria de liti fosfat de ferro: les característiques, l'aplicació

Els moderns equips cada dia és cada vegada més complexos i potents. Els alts estàndards de tecnologia fan grans exigències a les bateries que ara necessiten combinar alt rendiment, eficiència energètica, i tenen un major subministrament d'energia elèctrica.

La introducció de nous tipus de producció d'equips elèctrics, l'acceleració del procés - tot això augmenta la demanda d'energia elèctrica i les bateries modernes ja no pot sempre trobar-se amb ells. Per resoldre aquest problema, els fabricants han optat per millorar la tecnologia de ions de liti. Així va néixer la bateria de fosfat de liti i ferro (LiFePO4), que és un descendent ideològic de bateries de ions de liti.

informació històrica

LiFePO4, o LFP, - la família olivina mineral natural, va ser descoberta per primera vegada el 1996 per científics de la Universitat de Texas, John Goodenough, que estava buscant maneres de millorar les fonts d'energia de ions de liti. És notable el fet que el mineral té una toxicitat més baixa i una estabilitat tèrmica més gran que tot el conegut en el moment dels elèctrodes.

A més es va reunir al medi natural, i tenia un cost més baix. El principal inconvenient dels elèctrodes sobre la base de LiFePO4 era una petita capacitat elèctrica, de manera que la bateria de liti fosfat de ferro ha deixat de ser desenvolupat.

La recerca en aquesta direcció es van reprendre el 2003 a l'Institut de Tecnologia de Massachusetts. Un equip de científics que treballen en la creació d'fonamentalment nova bateria que es convertirien en un substitut dels més avançats en el temps que les bateries, Li-Ion. El projecte interessat en grans empreses com Motorola i Qualcomm, el que va provocar l'aparició de la bateria LiFePO4 amb elements de càtode.

LiFePO4 bateria sobre la base de

Aquest tipus de bateries utilitza la mateixa tecnologia per produir electricitat, i les cèl·lules de ions de liti habituals per a nosaltres. No obstant això, hi ha una sèrie de diferències significatives entre ells. En primer lloc, és utilitzar el seu propi tipus de BMS - Sistema de gestió que protegeixen la bateria elèctrica de sobrecàrrega i descàrrega total, millora la durabilitat i fa que la font d'energia més estable.

En segon lloc, LiFePO4, a diferència de LiCoO2, és menys tòxic. Aquest fet va permetre a evitar alguns dels problemes associats a la contaminació del medi ambient. En particular per reduir les emissions de cobalt causa de l'eliminació inadequada de les piles.

Finalment, a causa de la manca de normes unificades elements LFP tenen diferents composicions químiques, el que provoca els models Performance variació en un ampli interval. A més, aquestes fonts d'alimentació de manteniment més difícil i s'ha de fer d'acord amb certes regles.

característiques tècniques

Es diu que la bateria de liti fosfat 48 volts, 36 volts i 60 volts es produeixen mitjançant la interconnexió seqüencialment les cèl·lules individuals, a causa de que la tensió màxima en una secció LFP no pot excedir de 3,65 V. Per tant, el rendiment de cada bateria significativament pot difereixen entre si - tot depèn de la reunió i de la composició química particular.

Per Anàlisi presentar valor nominal d'una sola cèl·lula.

La millor realització del potencial de cada cèl·lula individual a la bateria ha arribat EverExceed. la bateria de liti fosfat EverExceed difereixen llarga vida. Tot el que poden suportar fins 4 mil cicles de càrrega-descàrrega. Amb una pèrdua de capacitat de fins a 20%, i la reposició d'emmagatzematge d'energia té lloc en 12 minuts. Tenint en compte això, podem concloure que les bateries EverExceed són un dels millors representants de la LFP-elements.

Avantatges i desavantatges

El principal avantatge que en una llum favorable posa en relleu la bateria de fosfat de ferro de liti, entre d'altres representants de la CRA, és la longevitat. Aquest element és capaç de suportar més de 3 mil cicles de càrrega-descàrrega a un nivell de potència disminueix a 30%, i més de 2 mil - .. Si es va reduir a 20%. A causa d'això la vida mitjana de la bateria és d'aproximadament 7 anys.

corrent de càrrega estable és la segona avantatge important de LFP-elements. La tensió de sortida es manté igual a 3,2 V fins que la càrrega s'hagi esgotat completament. Això simplifica el cablejat, el que elimina la necessitat de reguladors de voltatge.

Major pic de corrent - la tercera part del seu avantatge. Aquesta característica permet que la bateria per donar-los la màxima potència fins i tot a temperatures molt baixes. Aquesta propietat ha portat els fabricants de vehicles a utilitzar la bateria de liti de fosfat de ferro com a font d'alimentació principal quan arrencada de motors de gasolina i dièsel.

Juntament amb tots els avantatges, les bateries LiFePO4 tenen un desavantatge important - una gran massa i dimensions. Això limita el seu ús en certs tipus de maquinària i equips elèctrics.

Característiques de funcionament

Si vostè compra bateries de liti-fosfat confeccionades, les dificultats amb el manteniment i l'operació no tindrà. Tot gràcies al fet que els fabricants d'aquests elements s'insereixen en el tauler d'BMS evitar la sobrecàrrega i prevenir element de descàrrega al nivell més baix.

Però si vostè compra cèl·lules individuals (piles petites, per exemple), llavors vostè ha de mantenir un ull en la bateria sola. Quan la càrrega cau per sota del nivell crític (2,00 V a continuació) cauran i la capacitància ràpidament, el que fa impossible per recarregar les cèl·lules. Si, per contra, siguin carregats (per sobre de 3,75 V), la cèl·lula simplement sobresurt a causa dels gasos alliberats.

Si utilitzeu una bateria d'aquest tipus per a un vehicle elèctric, després de 100% de càrrega s'ha de desconnectar el carregador de la bateria. Altrament, la bateria s'infla a causa de la sobresaturació d'electrocució.

normes de funcionament

Si va a utilitzar un bateries de liti-fosfat en la manera cíclic i en un tampó, per exemple, com una font de potenciadors o en conjunció amb una bateria solar, cal anar amb compte de reduir el nivell de càrrega de 3,40 a 3,45 V. fer front aquesta tasca ajuda als carregadors 'intel·ligents' que compensen automàticament primer totalment per al subministrament d'energia, i després baixar el nivell d'estrès.

Durant l'operació, cal supervisar l'equilibri de les cèl·lules o l'ús de pagament especial d'equilibri (a la bateria, que es construeixen per a un vehicle elèctric). desequilibri cel·lular diu tal estat, quan la tensió total del dispositiu està a un nivell nominal, però el voltatge de la cèl·lula es torna diferent.

Aquest fenomen es deu a la diferència de les resistències de les seccions individuals, pobre contacte entre ells. Si les cèl·lules tenen diferents voltatges, i és la seva desigual de càrrega-descàrrega, el que redueix significativament la vida útil de la bateria.

Posar en funcionament la bateria

Abans d'utilitzar bateries de fosfat de liti ensamblades a partir de cèl·lules separades, s'ha de tenir cura sistema d'equilibrat, ja que les seccions poden tenir diferent nivell de càrrega. Amb aquesta finalitat tots els components estan interconnectats en paral·lel i estan connectats al rectificador, un carregador. Estats pel que és necessari carregar el mòbil al 3,6 V.

L'ús de bateries de liti fosfat de bicicleta elèctrica, podrà adonar-se que en els primers minuts de la bateria dóna la potència màxima, i després la càrrega està caient ràpidament al nivell de 3,3 a 3,0 V. No tingueu por d'això, ja que és el funcionament normal de la bateria . El fet que la major part de la seva capacitat (aproximadament 90%) es troba en aquest interval.

conclusió

bateries de liti-fosfat eficiència és un 20-30% més gran que la d'altres bateries. Al mateix temps que serveixen per 2-3 anys més que altres fonts d'energia, així com proporcionar un corrent estable durant tot el període d'operació. Tot això posa en relleu els elements que es presenten sota una llum favorable.

No obstant això, la majoria de la gent va a ignorar i la bateria de liti fosfat. Pros i els contres de la bateria són res davant el seu preu - és 5-6 vegades més del normal per a nosaltres plom i àcid de les cèl·lules. Aquesta bateria del cotxe costa una mitjana de prop de 26 mil. Rubles.