Lithium-ijzerfosfaat batterij: de kenmerken, de toepassing

Moderne apparatuur elke dag wordt steeds complexer en krachtiger. Hoogwaardige technologie normen stellen hoge eisen aan de batterijen die nu nodig hebben om hoge prestaties, energie-efficiëntie te combineren, en hebben een groter aanbod van elektriciteit.

De introductie van nieuwe soorten elektrische productie-apparatuur, de versnelling van het proces - dit alles neemt toe tot de vraag naar elektriciteit, en de moderne batterijen kunnen niet meer altijd hen te ontmoeten. Om dit probleem op te lossen, hebben de fabrikanten ervoor gekozen om het verbeteren van lithium-ion-technologie. Zo ontstond het lithiumijzerfosfaat batterij (LiFePO4), hetgeen een ideologische afstammeling van Li-ion batterijen.

historische informatie

LiFePO4 of LFP, - natuurlijk mineraal olivijn familie, werd voor het eerst ontdekt in 1996 door wetenschappers van de Universiteit van Texas, John Goodenough, die op zoek was naar manieren om de Li-ion stroombronnen te verbeteren. Opvallend is dat het mineraal een lagere toxiciteit en een hogere thermische stabiliteit dan wat bekend is op het moment dat de elektroden.

Naast het voldeed aan in de natuurlijke omgeving, en had een lagere kostprijs. Het belangrijkste nadeel van de elektroden op basis van LiFePO4 was een klein elektrisch vermogen, daarom lithiumijzerfosfaat accu niet meer worden ontwikkeld.

Onderzoek in deze richting werden in 2003 hervat aan het Massachusetts Institute of Technology. Een team van wetenschappers werken aan de creatie van fundamenteel nieuwe batterij die een substituut voor de meest geavanceerde op dat moment, Li-ion accu's zou worden. Het project geïnteresseerd zijn in grote bedrijven zoals Motorola en Qualcomm, die de opkomst van de batterij met een LiFePO4 kathode-elementen gebracht.

LiFePO4 batterij op basis van

Dit type batterijen maakt gebruik van dezelfde technologie om elektriciteit te produceren, en de gebruikelijke lithium-ion cellen voor ons. Er zijn echter een aantal belangrijke verschillen tussen hen. In de eerste plaats is om zijn eigen type BMS gebruiken - management systeem dat de elektrische batterij beschermt tegen overladen en diep ontladen, verbetert de duurzaamheid en maakt de energiebron stabieler.

Ten tweede, LiFePO4, in tegenstelling tot LiCoO2, minder toxisch. Dit feit toegestaan om een deel van de problemen in verband met milieuvervuiling te voorkomen. In het bijzonder aan het kobalt-uitstoot te verminderen als gevolg van onjuiste verwijdering van batterijen.

Tenslotte vanwege het gebrek aan uniforme normen LFP elementen verschillende chemische samenstelling, waardoor variatie optreden modellen over een breed gebied. Bovendien zijn deze voedingen onderhoud moeilijker en moet worden gedaan in overeenstemming met bepaalde regels.

technische kenmerken

Er wordt gezegd dat lithiumijzerfosfaat batterij 48 V, 36 V en 60 V worden bereid door achtereenvolgens verbinden van de afzonderlijke cellen, omdat de maximumspanning in een LFP-sectie niet Derhalve mag bedragen dan 3,65 V. De prestatie van elke batterij aanzienlijk verschillen van elkaar - alles hangt af van de samenstelling en de specifieke chemische samenstelling.

Voor analyse Prestatie presenteren nominale waarde van één enkele cel.

De beste realisatie van het potentieel van elke individuele cel in de accu is bereikt Everexceed. Lithium-ijzerfosfaat batterij Everexceed verschillen lange levensduur. Alle kunnen ze weerstaan tot 4.000. Charge-ontlaad cycli met een capaciteitsverlies tot 20%, en het aanvullen van energieopslag plaatsvindt in 12 minuten. Gezien dit, kunnen we concluderen dat Everexceed batterijen zijn een van de beste vertegenwoordigers van de LFP-elementen.

Voordelen en nadelen

Het belangrijkste voordeel van deze in gunstige licht belicht het lithiumijzerfosfaat batterij onder andere vertegenwoordigers van de CRA, is een lange levensduur. Een dergelijk element is in staat om meer dan 3000 laden-ontladen cycli weerstaan bij een vermogensniveau daalt tot 30% en meer dan 2000 - .. Als gedaald tot 20%. Hierdoor is de gemiddelde levensduur van de batterij is ongeveer 7 jaar.

Stabiele laadstroom tweede belangrijk voordeel van LFP-elementen. Blijft de uitgangsspanning gelijk is aan 3,2 V tot de lading volledig is uitgeput. Dit vereenvoudigt de bedrading, waardoor de noodzaak voor spanningsregelaars.

Hogere piekstroom - derde van hun voordeel. Deze functie kan de accu om hen maximale kracht te geven, zelfs bij zeer lage temperaturen. Deze eigenschap heeft autofabrikanten gevraagd om lithium-ijzerfosfaat batterij te gebruiken als de primaire krachtbron bij het starten van benzine- en dieselmotoren.

Samen met alle voordelen LiFePO4 batterijen hebben een groot nadeel - een grote massa en afmetingen. Dit beperkt het gebruik ervan in bepaalde soorten machines en elektrische apparatuur.

Kenmerken van de werking

Als je kant en klare lithium-fosfaat batterijen te kopen, de moeilijkheden bij het onderhoud en de exploitatie je hoeft niet. Alle dankzij het feit dat de fabrikanten van dergelijke elementen in BMS bord dat overladen te voorkomen en te voorkomen afvoerorgaan tot een minimum worden ingevoegd.

Maar als je individuele cellen (penlight batterijen, bijvoorbeeld) te kopen, dan moet je een oogje op de accu alleen te houden. Wanneer lading daalt tot onder het kritische niveau (2,00 V hieronder) zal snel vallen en capaciteit, waardoor het onmogelijk is om de cellen op te laden. Als u daarentegen, worden overladen (boven 3,75 V), de cel uitstulpingen simpelweg te wijten aan de gassen vrij.

Als u gebruik maakt van een dergelijke batterij voor een elektrisch voertuig, na 100% opladen moet u de acculader los te koppelen. Anders wordt de batterij zwelt als gevolg van oververzadiging van elektrocutie.

werkingsregels

Als u van plan bent om een lithium-fosfaat batterijen te gebruiken in de cyclische modus en in een buffer, bijvoorbeeld, als een bron van power-ups of in combinatie met een zonnebatterij, moet je zorgen voor het verlagen van het niveau van de kosten voor 3,40-3,45 V. gaan met deze taak helpt 'slimme' opladers die automatisch eerste volledig compenseren voor de levering van energie, en laat de stress niveau.

Tijdens de werking, moet u de balans van de cellen of het gebruik van speciale balancing betaling (in de accu, ze zijn gebouwd voor een elektrisch voertuig) te monitoren. cel onbalans noemde dergelijke toestand, wanneer de totale spanning van de inrichting op een nominaal niveau, maar de celspanning verschillend wordt.

Dit fenomeen wordt veroorzaakt door het verschil van de weerstanden van afzonderlijke secties, slecht contact daartussen. Als de cellen hebben verschillende voltages, en het is hun ongelijk laden-ontladen, waardoor de levensduur van de batterij aanzienlijk vermindert.

Aanbrengen van de batterij in werking

Alvorens lithiumfosfaat batterijen opgebouwd uit afzonderlijke cellen, moet erop worden gelet balanceersysteem, de verschillende gedeelten laadniveau kan hebben. Hiertoe zijn alle componenten onderling parallel zijn verbonden met de gelijkrichter, een oplader. United dus is het noodzakelijk om de cel te laden tot 3,6 V.

Met behulp van de batterij lithium ijzerfosfaat voor elektrische fiets, je waarschijnlijk al gemerkt dat in de eerste minuten van de batterij geeft het maximale vermogen, en vervolgens de lading neemt snel af tot het niveau van 3,3-3,0 V. Wees niet bang voor dit, want het is de normale werking van de batterij . Het feit dat de meeste van de capaciteit (ongeveer 90%) ligt in dit gebied.

conclusie

Efficiency lithium-fosfaat accu is 20-30% hoger dan die van andere accu. Tegelijkertijd dienen ze voor 2-3 jaar langer dan andere energiebronnen, evenals zorgen voor een stabiele stroom over de gehele periode van de exploitatie. Dit alles wijst op de elementen die in een gunstig daglicht.

Echter, de meeste mensen negeren en lithium ijzerfosfaat batterij. Voors en tegens van de batterij verbleken bij de prijs - het is 5-6 keer meer dan de gebruikelijke voor ons om lood-zuur-cellen. Deze accu van de auto kost een gemiddelde van ongeveer 26 duizend. Roebel.