Перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы являются наиболее успешным типом батарей для хранения энергии в домашних энерго-системах, электростанций для бизнес-объектов и фермерских хозяйств из-за присущих им преимуществ перед другими химическими источниками энергии.

Среди различных литий-ионных химических соединений литий-железо-фосфатный LiFePO4 аккумулятор считается особенно важным из-за его экологичности, стабильности и безопасности даже в агрессивных условиях.

Моделирование литий-ионных аккумуляторов шло в ногу с развитием различных химических элементов источников питания. Первая коммерческая литий-ионная батарея была представлена Sony в 1991 году, а первая основанная на физике модель литиевой батареи, использующая теорию пористых электродов, диффузию частиц и теорию концентрированных растворов, была разработана уже в 1993 году.

Литий-железо-фосфатный LiFePO₄ аккумулятор появился на рынке в 1997 году, когда он был показан в качестве жизнеспособного положительного электродного материала.

Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO₄, LFP) — тип электрического аккумулятора, являющийся видом литий-ионного аккумулятора, в котором используется LiFePO₄ в качестве катода.

Литий-железо-фосфатный – это тип литий-ионного аккумулятора у которого энергия накапливается путем перемещения и накапливания ионов лития вместо металлического лития.

Литий-железо-фосфатные батареи считаются одними из самых долгоживущих источников питания, когда-либо разработанных. 

Данные испытания в лаборатории показывают до 2000 циклов заряда/разряда. Это связано с достаточно прочной кристаллической структурой фосфата железа, которая не разрушается при повторной упаковке и распаковке ионов лития во время зарядки и разрядки.

Параметры литий-железо-фосфатных аккумуляторов

Параметры литий-железо-фосфатных аккумуляторов отличаются от других химических источников энергии многоразового действия в лучшую сторону:

• номинальное напряжение 3,2 вольта;
• пиковое напряжение 3,65 вольта обратите внимание на наши новые данные о зависимости емкости от напряжения заряда;
• абсолютное минимальное разрядное напряжение 2,0 вольта;
• напряжение заряда 3,65 вольта 100% заряд;
• при напряжении 3,5 вольт 95% заряда;
• температура заряда 0°-40°C.

Инновации

В последнее время литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) становится “лучшим выбором” для применения в больших емкостях и высоких мощностях. 

Это лучшее из решений в области накопителей энергии различного типа, системах гарантированного и бесперебойного электроснабжения, в том числе с альтернативными источниками энергии (автономные и гибридные солнечные электростанции).

Широкий ассортимент литий-железо-фосфатных аккумуляторов, для различного применения, представлены в нашем магазине. Перейти в каталог >>

Особенности LiFePO₄

1. Обычная зарядка

Во время обычного процесса зарядки литий-железо-фосфатный аккумулятор лучше всего может быть полностью заряжен в два этапа:

Этап 1:

• применяется постоянный ток для достижения примерно 60% состояния заряда;

Этап 2:

• происходит, когда напряжение заряда установится на уровне 3,65 вольт на ячейку, что является максимальным пределом эффективного напряжения зарядки. Переход от постоянного тока к постоянному напряжению означает, что зарядный ток ограничен тем, что батарея будет принимать при этом напряжении, поэтому зарядный ток постепенно уменьшается, точно так же, как конденсатор, заряженный через нагрузку, достигнет конечного напряжения бесконечно приближаясь.

Если по времени, то этапу 1 (60%) требуется около одного часа, а этапу 2 (40% ) – еще два часа.

2. Быстрая “принудительная” зарядка

Поскольку перенапряжение может быть применено к батарее LiFePO₄ без разложения электролита, она может быть заряжена только одним шагом, чтобы достичь 95%, или заряжена, чтобы получить 100%. Это похоже на то, как свинцово-кислотные батареи безопасно заряжаются. Минимальное общее время зарядки составит около двух часов.

3. Большая способность перезарядки и безопасности работы

Если сравнивать с ранее разработанными литий-кобальтовыми аккумуляторами LiCoO2, то они имеют очень узкий допуск перезаряда. Около 0,1 вольт по сравнению с постоянством зарядного напряжения 4,2 В считая это наивысшим пределом напряжения. Непрерывная зарядка свыше 4,3 В может либо повредить работу литий-кобальтовой батареи, например срок службы цикла, либо привести к пожару или взрыву.

Батарея LiFePO₄ имеет гораздо более широкий допуск перезаряда около 0,7 В от своего постоянного зарядного напряжения 3,5 В на ячейку. При анализе с помощью измерителя теплоты химической реакции с электролитом после перезаряда выделение тепла составляет всего 90 джоулей/грамм для LiFePO4 против 1600 Дж/г для LiCoO₂.

Батарею LiFePO₄ можно безопасно перезарядить до 4,2 вольта на ячейку, но более высокие напряжения начнут разрушать органические электролиты. Тем не менее, обычно заряжают 12-вольтовый блок серии из 4-х аккумуляторов с помощью автомобильного зарядного устройства или от автомобильного генератора. Обычные свинцово-кислотные зарядные устройства снижают свое напряжение до 13,8 вольт после нормального заряда и обычно прекращают потреблять ток когда зарядка достигнет 100%. По этой причине для надежного выхода на 100% емкость требуется постоянное зарядное устройство.

4. В три-четыре раза более высокая плотность энергии, чем свинцово-кислотная батарея

Свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой водную систему. Напряжение одной ячейки номинально составляет 2 В во время разряда. Свинец-тяжелый металл, его удельная емкость составляет всего 44 Ач/кг. Для сравнения, литий-железофосфатная ячейка (LiFePO₄) представляет собой неводную систему, имеющую номинальное напряжение 3,2 в во время разряда. Его удельная мощность составляет более 145 Ач/кг. Гравиметрическая плотность энергии батареи LiFePO₄ составляет 130 Втч/кг, что в три-четыре раза выше, чем у свинцово-кислотной батареи, 35 Втч/кг.

5. Большее количество циклов заряд-разряд

По сравнению с кобальтовой батареей LiCoO₂, срок службы которой составляет 400 циклов, батарея LiFePO₄ продлевает свой срок службы до 2000 циклов.

6. Высокие температурные показатели

Вредно иметь батарею LiCoO₂, работающую при повышенной температуре, например 60°C. Однако батарея LiFePO₄ работает лучше при повышенной температуре, отдавая на 10% большую емкость из-за более высокой ионной проводимости лития.

Широкий ассортимент литий-железо-фосфатных аккумуляторов, для различного применения, представлены в нашем магазине. Перейти в каталог >>