Litium jernfosfat batteri: karakteristikkene, søknad

Moderne utstyr hver dag blir mer kompleks og kraftig. Høye teknologistandarder stiller store krav til batteriene som nå trenger å kombinere høy ytelse, energieffektivitet, og har en økt tilførsel av elektrisitet.

Innføringen av nye typer elektrisk utstyr produksjon, akselerasjon av prosessen - alt dette øker til etterspørsel etter elektrisitet, og moderne batterier kan ikke lenger alltid møte dem. For å løse dette problemet, har produsentene valgt å forbedre lithium-ion-teknologi. Dermed ble født litium jernfosfat batteri (LiFePO4), som er en ideologisk kommer av Li-ion-batterier.

historisk informasjon

LiFePO4, eller LFP, - naturlig mineralet olivin familie, ble først oppdaget i 1996 av forskere fra University of Texas, John Goodenough, som var på utkikk etter måter å forbedre Li-ion strømkilder. Bemerkelsesverdig er det faktum at mineralet har en lavere toksisitet og større varmestabilitet enn noe kjent på det tidspunkt elektrodene.

Dessuten møtte i naturen, og hadde en lavere kostnad. Den største ulempen med elektrodene på grunnlag av LiFePO4 var en liten elektrisk kapasitet, noe som er grunnen til at litiumjernfosfat batteri har opphørt å bli utviklet.

Forskning i denne retningen ble gjenopptatt i 2003 ved Massachusetts Institute of Technology. Et team av forskere som arbeider på etablering av grunnleggende ny batteri som skulle bli en erstatning for de mest avanserte på den tiden, Li-ion-batterier. Prosjektet er interessert i store selskaper som Motorola og Qualcomm, som brakte fremveksten av batteriet med LiFePO4 katodeelementene.

LiFePO4 batteri på grunnlag av

Denne type batterier benytter den samme teknologi for å produsere elektrisitet, og de vanlige litiumioneceller for oss. Det finnes imidlertid en rekke viktige forskjeller mellom dem. For det første er å bruke sin egen type BMS - management system som beskytter den elektriske batteriet lades og utlades fullstendig, forbedrer holdbarhet og gjør energikilde mer stabil.

Dernest LiFePO4, i motsetning LiCoO2, er mindre giftig. Dette faktum lov til å unngå noen av problemene knyttet til miljøforurensning. Spesielt å redusere kobolt utslipp på grunn av feil avhending av batterier.

Til slutt, på grunn av mangel på felles standarder LFP elementene har forskjellig kjemisk sammensetning, noe som fører til variasjoner høyytelsesmodeller over et vidt område. I tillegg er disse strømforsyninger vedlikehold vanskeligere og bør gjøres i samsvar med visse regler.

tekniske egenskaper

Det sies at litium jernfosfat batteri 48 volt, 36 volt og 60 volt fremstilles ved sekvensielt å forbinde enkeltceller, fordi den maksimale spenning i en LFP-seksjon ikke kan overstige 3,65 V. Derfor er det ytelsen av hvert batteri kan i betydelig grad skiller seg fra hverandre - det hele avhenger av sammenstillingen og den spesielle kjemiske sammensetning.

For analyse ytelse presenterer nominell verdi av en enkelt celle.

Den beste realiseringen av potensialet for hver enkelt celle i batteriet er nådd Everexceed. Lithium jern fosfat batteri Everexceed avvike lang levetid. Alle de kan tåle opp til 4 tusen. Charge-utladningssykluser med et tap av kapasitet på opp til 20%, og etterfylling av energilagring finner sted i 12 minutter. Gitt dette, kan vi konkludere med at Everexceed batterier er en av de beste representantene for LFP-elementer.

Fordeler og ulemper

Den største fordelen med at det i et gunstig lys belyser den litiumjernfosfat batteri, blant andre representanter for den CRA, er lang levetid. Et slikt element er i stand til å tåle mer enn 3 tusen lade-utladningssykluser ved et effektnivå synker til 30%, og mer enn 2000 - .. Hvis falt til 20%. På grunn av dette gjennomsnittlig batterilevetid er ca 7 år.

Stabil ladestrøm er den annen viktig fordel med LFP-elementer. Utgangsspenningen forblir lik 3,2 V inntil fyllingen er helt utslitt. Dette forenkler kabling, noe som eliminerer behovet for spenningsregulatorer.

Høyere peak strøm - den tredje av sin fordel. Denne funksjonen gjør at batteriet til å gi dem maksimal effekt selv ved svært lave temperaturer. Denne egenskapen har bedt bilprodusenter å bruke litium jernfosfat batteri som den primære kraftkilde ved start bensin- og dieselmotorer.

Sammen med alle de fordeler, LiFePO4 batterier har en stor ulempe - en stor masse og dimensjoner. Dette begrenser deres bruk i visse typer maskiner og elektrisk utstyr.

Funksjoner av drift

Hvis du kjøper ferdiglagde litium-fosfat batterier, vanskelighetene med vedlikehold og drift vil du ikke ha. Alle takket være det faktum at produsentene av slike elementer er satt inn i BMS bord som hindrer overlading og forhindre utslipp element til det laveste nivå.

Men hvis du kjøper enkeltceller (penlight batterier, for eksempel), så må du holde et øye med batteriet alene. Når charge synker under det kritiske nivået vil (2,00 V nedenfor) hurtig synke og kapasitans, noe som gjør det umulig å lade cellene. Hvis du derimot bli overladet (over 3,75 V), cellen bare buler på grunn av gassene som frigis.

Hvis du bruker et slikt batteri for en elektrisk bil, etter at 100% lading må du koble fra batteriladeren. Ellers svulmer opp batteriet på grunn av overmetning av elektriske støt.

driftsregler

Hvis man har tenkt å bruke et litium-fosfat-batterier i syklisk modus, og i en buffer, for eksempel, som en kilde for kraftforsterkere eller i forbindelse med et solbatteri, må man for å ta seg av senkning av ladningsnivået til 3,40 til 3,45 V. takle denne oppgaven bidrar til 'smarte' ladere som automatisk første kompensere fullt ut for tilførsel av energi, og deretter senke stressnivået.

Under drift, må du overvåke balansen av celler eller bruk av spesielle balansering betaling (i batteriet, de er bygget for en elektrisk bil). celle ubalanse kalles en slik tilstand, når den totale spenningen av anordningen er ved et nominelt nivå, men cellespenningen blir forskjellig.

Dette fenomenet skyldes forskjellen på motstanden de enkelte seksjoner, dårlig kontakt mellom dem. Hvis cellene har forskjellige spenninger, og det er deres ujevn ladning-utladning, som i betydelig grad reduserer levetiden av batteriet.

Å sette batteriet i drift

Før bruk av litium-batterier fosfat satt sammen av separate celler, må man sørge for balanseringssystemet, som delene kan ha forskjellig ladenivå. For dette formål kan alle komponentene er sammenkoblet i parallell og er koblet til likeretteren, en lader. Forente dermed er det nødvendig å lade mobil til 3,6 V.

Bruke batteri litium jernfosfat for elektrisk sykkel, har du sannsynligvis lagt merke til at i de første minuttene av batteriet gir maksimal kraft, og deretter anklagen er raskt fallende til nivået på 3,3-3,0 V. Ikke vær redd for dette, fordi det er den normale driften av batteriet . Det faktum at det meste av sin kapasitet (ca. 90%) som ligger i dette område.

konklusjon

Effektivitet litium-fosfatholdige batterier er 20-30% høyere enn for andre batterier. Samtidig tjener de i 2-3 år lenger enn andre strømkilder, så vel som tilveiebringe en stabil strøm over hele driftsperioden. Alt dette fremhever elementene presentert i et gunstig lys.

Imidlertid vil de fleste mennesker ignorerer og litium jernfosfat batteri. Fordeler og ulemper med batteri bleke før sin pris - det er 5-6 ganger mer enn vanlig for oss å bly-syre celler. Denne bilen batteri koster et gjennomsnitt på ca 26 000. Rubler.