Bateria de lítio de fosfato de ferro: as características, aplicação

equipamentos modernos cada dia está se tornando mais complexo e poderoso. padrões de alta tecnologia fazem altas exigências para as baterias que agora precisam de combinar alto desempenho, eficiência energética, e tem um aumento da oferta de energia elétrica.

A introdução de novos tipos de produção de equipamentos eléctricos, a aceleração do processo – tudo isso aumenta a demanda de energia elétrica, e as baterias modernas já não pode sempre encontrá-los. Para resolver este problema, os fabricantes têm escolhida para melhorar a tecnologia de iões de lítio. Assim nasceu a bateria de fosfato de ferro de lítio (LiFePO 4), que é uma descendente ideológica de baterias de iões de lítio.

informações históricas

LiFePO4, ou LFP, – mineral natural família olivina, foi descoberto pela primeira vez em 1996 por cientistas da Universidade do Texas, John Goodenough, que estava à procura de maneiras de melhorar as fontes de energia Li-íon. Notável é o facto do mineral tem uma toxicidade mais baixa e uma estabilidade térmica mais elevada do que qualquer conhecido no momento os eléctrodos.

Além disso ele conheceu no ambiente natural, e teve um custo menor. A principal desvantagem dos eléctrodos na base de LiFePO 4 era uma pequena capacidade eléctrica, que é por isso a bateria de fosfato de ferro de lítio deixou de ser desenvolvido.

As pesquisas nesta direção foram retomadas em 2003 no Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Uma equipe de cientistas que trabalham na criação de fundamentalmente nova bateria que se tornaria um substituto para o mais avançado em que as baterias de tempo, Li-Ion. O projeto interessado em grandes empresas como a Motorola e Qualcomm de, que trouxe o surgimento de bateria com elementos LiFePO4 catódicos.

bateria LiFePO4 com base

Este tipo de baterias usa a mesma tecnologia para produzir eletricidade, e as células habituais de lítio-íon para nós. No entanto, há uma série de diferenças significativas entre eles. Em primeiro lugar, é usar o seu próprio tipo de BMS – sistema de gestão que protege a bateria elétrica de sobrecarga e descarga profunda, melhora a durabilidade e faz a fonte de energia mais estável.

Em segundo lugar, LiFePO4, ao contrário LiCoO2, é menos tóxico. Este facto permitiu evitar alguns dos problemas associados com a poluição ambiental. Em especial para reduzir as emissões de cobalto devido à disposição inadequada de baterias.

Finalmente, devido à falta de padrões unificados elementos LFP ter composições químicas diferentes, o que faz com que os modelos variação de desempenho ao longo de um amplo intervalo. Além disso, estas fontes de alimentação de manutenção mais difícil e deve ser feito em conformidade com certas regras.

características técnicas

Diz-se que o ferro de lítio bateria fosfato 48 volts, 36 volts e 60 volts são produzidos através da interligação sequencialmente as células individuais, porque a tensão máxima em um LFP-secção não pode ser superior a 3,65 V. Assim, o desempenho de cada bateria pode significativamente diferem uns dos outros – tudo depende da montagem e a composição química particular.

Para a análise de desempenho apresentar valor nominal de uma única célula.

A melhor realização do potencial de cada célula individual em que a bateria tenha sido alcançado EverExceed. Bateria de lítio de fosfato de ferro EverExceed diferem vida longa. Todos eles podem suportar até 4 mil ciclos de carga-descarga. Com uma perda de capacidade de até 20%, e a reposição de armazenagem de energia tem lugar em 12 minutos. Diante disso, podemos concluir que as baterias EverExceed são um dos melhores representantes da LFP-elementos.

Vantagens e Desvantagens

A principal vantagem de que de forma favorável destaca a bateria de lítio de fosfato de ferro, entre outros representantes da PCR, é a longevidade. Um tal elemento é capaz de suportar mais do que 3 mil ciclos de carga-descarga para um nível de potência cai para 30%, e mais de 2000 – .. Se caiu para 20%. Devido a isso a vida média da bateria é de aproximadamente 7 anos.

corrente de carga estável, é a segunda vantagem importante da LFP-elementos. A tensão de saída continua a ser igual a 3,2 V até que a carga está completamente esgotado. Isto simplifica a fiação, eliminando a necessidade de reguladores de tensão.

Maior pico de corrente – o terceiro de sua vantagem. Este recurso permite que a bateria para dar-lhes a potência máxima, mesmo a temperaturas muito baixas. Esta propriedade tem levado os fabricantes de veículos a utilizar bateria de fosfato de ferro de lítio como fonte de energia primária, quando o arranque dos motores a gasolina e diesel.

Juntamente com todas as vantagens, as baterias de LiFePO4 tem uma grande desvantagem – uma grande massa e dimensões. Isso limita o seu uso em determinados tipos de máquinas e equipamentos elétricos.

Características de operação

Se você comprar baterias de lítio-fosfato prontas, as dificuldades com a manutenção e operação que não terá. Tudo graças ao fato de que os fabricantes de tais elementos são inseridos na placa BMS que evitar o sobreaquecimento e evitar elemento de descarga para o nível mais baixo.

Mas se você comprar células individuais (baterias lanterna, por exemplo), então você tem que manter um olho sobre a energia da bateria sozinho. Quando a carga cai abaixo do nível crítico (2,00 V a seguir) irá cair rapidamente e capacitância, tornando-se impossível para recarregar as células. Se, pelo contrário, ser sobrecarregado (acima de 3,75 V), a célula simplesmente incha devido aos gases libertados.

Se você estiver usando essa bateria para um veículo elétrico, depois 100% de carga tem de desligar o carregador de bateria. Caso contrário, a bateria incha devido à supersaturação de electrocussão.

regras de funcionamento

Se você planeja usar uma bateria de lítio-fosfato no modo cíclica e em um tampão, por exemplo, como uma fonte de power-ups ou em conjunto com uma bateria solar, você precisa tomar cuidado de reduzir o nível de carga de 3,40-3,45 V. cope com esta tarefa ajuda carregadores 'inteligentes' que automaticamente compensar primeiro totalmente para o fornecimento de energia e, em seguida, diminuir o nível de estresse.

Durante a operação, é preciso monitorar o equilíbrio de células ou o uso de pagamento especial de equilíbrio (na bateria, eles são construídos para um veículo elétrico). desequilíbrio célula chamada de tal estado, quando a tensão total do dispositivo é a um nível nominal, mas a tensão da célula torna-se diferente.

Este fenómeno é devido à diferença das resistências de secções individuais, pobre contacto entre as mesmas. Se as células têm voltagens diferentes, e é a sua desigual de carga-descarga, o que reduz significativamente a vida útil da bateria.

Colocar a bateria em operação

Antes de usar baterias de fosfato de lítio montados a partir de células separadas, deve ser tomado cuidado sistema de equilíbrio, tal como as secções pode ter o nível de carga diferente. Para este efeito, todos os componentes estão interligados em paralelo e estão ligados ao retificador, um carregador. Estados, portanto, é necessário carregar o celular para 3,6 V.

Usando bateria de fosfato de ferro de lítio de bicicleta elétrica, você deve ter notado que, nos primeiros minutos de bateria dá a potência máxima, e, em seguida, a carga está caindo rapidamente com o nível de 3,3-3,0 V. Não tenha medo disso, porque é a operação normal da bateria . O facto da maioria da sua capacidade (cerca de 90%) encontra-se nesta gama.

conclusão

as baterias de lítio-fosfato de eficiência é 20-30% mais elevada do que a de outras baterias. Ao mesmo tempo que servem para 2-3 anos mais do que outras fontes de energia, bem como fornecer uma corrente estável ao longo de todo o período de funcionamento. Tudo isto destaca os elementos apresentados em uma luz favorável.

No entanto, a maioria das pessoas vai ignorar e bateria de fosfato de ferro de lítio. Prós e contras de bateria pálido antes de seu preço – que é 5-6 vezes mais do que o habitual para nós chumbo-ácido células. Esta bateria de carro custa uma média de cerca de 26 mil. Rublos.