Baterii cu litiu fier fosfat EEMB – jumătate din capacitate este suficientă. A123 Baterii LiFePO4 (Li-Fe) cu fosfat de litiu Siguranța bateriilor cu ferofosfat

Acasă / Ulei

Piața modernă este plină cu o varietate de echipamente electronice. Pentru funcționarea lor sunt dezvoltate din ce în ce mai multe surse de energie avansate. Printre acestea, bateriile cu litiu fosfat de fier ocupă un loc special. Sunt sigure, au capacitate electrică mare, practic nu emit toxine și sunt durabile. Poate că aceste baterii își vor înlocui în curând „frații” de pe dispozitive.

Cuprins

Ce este bateria cu litiu fosfat de fier

Bateriile LiFePo4 sunt surse de energie de înaltă calitate și fiabile, cu performanțe ridicate. Ele înlocuiesc în mod activ nu numai bateriile cu plumb-acid învechite, ci și bateriile moderne Li-ion. Astăzi, aceste baterii se găsesc nu numai în echipamentele industriale, ci și în dispozitivele de uz casnic - de la smartphone-uri la biciclete electrice.

Bateriile LFP au fost dezvoltate de Massachusetts Institute of Technology în 2003. Acestea se bazează pe tehnologie Li-ion îmbunătățită cu o compoziție chimică modificată: ferofosfatul de litiu este utilizat pentru anod în locul cobaltatului de litiu. Bateriile au devenit larg răspândite datorită unor companii precum Motorola și Qualcomm.

Cum sunt produse bateriile LiFePo4

Componentele principale pentru fabricarea bateriilor LiFePo4 sunt furnizate fabricii sub formă de pulbere gri închis cu o strălucire metalică. Schema de producție pentru anozi și catozi este aceeași, dar din cauza inadmisibilității componentelor de amestecare, toate operațiunile tehnologice sunt efectuate în ateliere diferite. Toată producția este împărțită în mai multe etape.

Primul pas. Crearea electrozilor. Pentru a face acest lucru, compoziția chimică finită este acoperită pe ambele părți cu folie metalică (de obicei aluminiu pentru catod și cupru pentru anod). Folia este pretratată cu o suspensie, astfel încât să poată acționa ca un receptor de curent și ca element conductor. Elementele finite sunt tăiate în benzi subțiri și pliate de mai multe ori, formând celule pătrate.

Al doilea pas. Asamblare directă a bateriei. Catozii și anozii sub formă de celule sunt plasați pe ambele părți ale unui separator din material poros și fixați strâns de acesta. Blocul rezultat este plasat într-un recipient de plastic, umplut cu electrolit și sigilat.

Etapa finală. Controlează încărcarea/descărcarea bateriei. Încărcarea se realizează cu o creștere treptată a tensiunii curentului electric, astfel încât să nu se producă o explozie sau aprindere din cauza eliberării unei cantități mari de căldură. Pentru a se descărca, bateria este conectată la un consumator puternic. Dacă nu sunt identificate abateri, elementele finite sunt trimise clientului.

Principiul de funcționare și designul bateriei cu litiu fosfat de fier

Bateriile LFP constau din electrozi apăsați strâns pe un separator poros pe ambele părți. Pentru alimentarea dispozitivelor, atât catodul cât și anodul sunt conectați la colectoare de curent. Toate componentele sunt plasate într-o carcasă de plastic și umplute cu electrolit. Pe carcasă este plasat un controler, care reglează alimentarea cu curent în timpul încărcării.

Principiul de funcționare al bateriilor LiFePo4 se bazează pe interacțiunea ferofosfatului de litiu și carbonului. Reacția în sine are loc după formula:

LiFePO 4 + 6C → Li 1-x FePO 4 + LiC 6

Purtătorul de încărcare al bateriei este un litiu ion încărcat pozitiv. Are capacitatea de a pătrunde în rețeaua cristalină a altor materiale, formând legături chimice.

Caracteristicile tehnice ale bateriilor LiFePo4

Indiferent de producător, toate celulele LFP au aceleași caracteristici tehnice:

  • tensiune de vârf – 3,65 V;
  • tensiune la mijloc – 3,3 V;
  • tensiune în stare complet descărcată – 2,0 V;
  • tensiune nominală de funcționare – 3,0-3,3 V;
  • tensiune minimă sub sarcină – 2,8 V;
  • durabilitate - de la 2 la 7 mii de cicluri de încărcare/descărcare;
  • auto-încărcare la o temperatură de 15-18 C – până la 5% pe an.

Caracteristicile tehnice prezentate se referă în mod specific la celulele LiFePo4. În funcție de câte dintre ele sunt combinate cu o baterie, parametrii bateriilor vor varia.

Copiile realizate în țară au următoarele caracteristici:

  • capacitate – până la 2000 Ah;
  • tensiune – 12 v, 24v, 36v și 48v;
  • cu o gamă de temperaturi de funcționare – de la -30 la +60 С о;
  • cu curent de încărcare - de la 4 la 30A.

Toate bateriile nu își pierd calitatea în timpul depozitării timp de 15 ani, au o tensiune stabilă și se caracterizează printr-o toxicitate scăzută.

Ce tipuri de baterii LiFePo4 există?

Spre deosebire de bateriile cu care suntem obișnuiți, care sunt marcate cu simbolurile AA sau AAA, celulele cu fosfat de litiu și fier au un marcaj cu factor de formă complet diferit - dimensiunile lor sunt criptate cu un număr de 5 cifre. Toate sunt prezentate în tabel.

Marimea standardDimensiuni, DxL (mm)
14430 14 x 43
14505 14 x 50
17335 17 x 33
18500 18 x 50
18650 18 x 65
26650 26 x 65
32600 32 x 60
32900 32 x 90
38120 38 x 120
40160 40 x 160
42120 42 x 120

Chiar și fără a avea o masă cu marcaje în fața ta, poți naviga cu ușurință pe dimensiunile bateriei. Primele două cifre ale codului indică diametrul, restul indică lungimea sursei de alimentare (mm). Numărul 5 de la sfârșitul unor dimensiuni standard corespunde cu o jumătate de milimetru.

Baterie cu litiu fier fosfat: argumente pro și contra

Bateriile LFP se bazează pe tehnologia Li-ion, care le permite să absoarbă toate avantajele acestor surse de energie și, în același timp, să scape de dezavantajele lor inerente.

Printre principalele avantaje se numără:

  1. Durabilitate – până la 7.000 de cicluri.
  2. Curent de încărcare mare, care reduce timpul de reîncărcare a energiei.
  3. Tensiune de funcționare stabilă, care nu scade până când încărcarea este complet epuizată.
  4. Tensiune de vârf înaltă - 3,65 volți.
  5. Capacitate nominală mare.
  6. Greutate redusă - până la câteva kilograme.
  7. Nivel scăzut de poluare a mediului în timpul eliminării.
  8. Rezistenta la inghet – lucrul este posibil la temperaturi de la -30 la +60C.

Dar bateriile au și dezavantaje. Primul dintre ele este costul ridicat. Prețul unui element de 20 Ah poate ajunge la 35 de mii de ruble. Al doilea și ultimul dezavantaj este dificultatea de a asambla manual un banc de baterii, spre deosebire de celulele cu litiu-ion. Nu au fost încă identificate alte dezavantaje evidente ale acestor surse de energie.

Încărcătoare și cum să încărcați LiFePo4

Încărcătoarele pentru bateriile LiFePo4 nu sunt practic diferite de invertoarele convenționale. În special, puteți înregistra un curent de ieșire ridicat - până la 30A, care este folosit pentru a reîncărca rapid elementele.

Dacă cumpărați un acumulator gata făcut, nu ar trebui să aveți dificultăți la încărcare. Designul lor are un control electronic încorporat care protejează toate celulele de descărcarea completă și suprasaturarea cu electricitate. Sistemele scumpe folosesc o placă de echilibrare, care distribuie uniform energia între toate celulele dispozitivului.

Este important la reîncărcare să nu depășiți amperajul recomandat dacă utilizați încărcătoare terțe. Acest lucru va reduce durata de viață a bateriei de câteva ori pe încărcare. Dacă bateria se încălzește sau se umflă, puterea curentului depășește valorile admise.

Unde se folosesc bateriile LiFePo4?

Bateriile LFP sunt de mare importanță pentru industrie. Sunt folosite pentru a menține funcționalitatea dispozitivelor la stațiile meteo și spitale. Ele sunt, de asemenea, implementate ca tampon în parcurile eoliene și utilizate pentru stocarea energiei din panourile solare.

Bateriile de 12 V încep să fie folosite în mașinile moderne în locul celulelor obișnuite cu plumb-acid. Structurile LiFePo4 sunt instalate ca sursă principală de energie pe biciclete electrice și ATV-uri și bărci cu motor.

Sensul lor este larg răspândit în viața de zi cu zi. Sunt încorporate în telefoane, tablete și chiar șurubelnițe. Cu toate acestea, astfel de dispozitive diferă semnificativ ca preț față de omologii lor mai puțin avansati din punct de vedere tehnologic. Prin urmare, este încă dificil să le găsești pe piață.

Reguli pentru depozitarea, funcționarea și eliminarea LiFePo4

Înainte de a trimite bateria LFP pentru stocare pe termen lung, este necesar să o încărcați la 40-60% și să mențineți acest nivel de încărcare pe toată perioada de stocare. Bateria trebuie păstrată într-un loc uscat, unde temperatura nu scade sub temperatura camerei.

În timpul funcționării, trebuie respectate cerințele producătorului. Este important să preveniți supraîncălzirea bateriei. Dacă observați că bateria se încălzește neuniform în timpul funcționării sau încărcării, ar trebui să contactați un centru de reparații - poate că una dintre celule s-a defectat sau există o defecțiune la unitatea de control sau la placa de echilibru. Același lucru trebuie făcut dacă apare umflarea.

Pentru a elimina în mod corespunzător o baterie care și-a epuizat complet resursele, ar trebui să contactați organizațiile specializate în acest lucru. În acest fel nu numai că te vei comporta ca un cetățean conștiincios, dar vei putea și câștiga bani din asta. Cu toate acestea, dacă pur și simplu trimiteți bateria la o groapă de gunoi, atunci nu se va întâmpla nimic rău.

S-ar putea să te intereseze și tu

Bateriile în formă de buton în miniatură sunt folosite în multe dispozitive. Produsele de la diferiți producători pot varia

Fiabilitatea pornirii motorului oricărei mașini depinde în mare măsură de calitatea bateriei utilizate. El trebuie

Este important să alegeți bateria potrivită pentru fiecare mașină. Acest lucru va prelungi semnificativ durata de viață

Numărul maxim al industriei de cicluri de încărcare-descărcare, jumătate din capacitatea de a atinge aceleași caracteristici electrice în comparație cu plumb-acid, încărcare rapidă cu curenți mari și tensiune de descărcare stabilă, capacitatea de a controla automat parametrii - acestea sunt avantajele baterii cu litiu fier fosfat. O gamă largă de aceste produse fabricate de companie EEMB, utilizat în sistemele de alimentare cu energie pentru stații de bază celulare și stații meteo automate, sisteme de energie solară, sisteme de alimentare de urgență, alimentare pentru acționări electrice industriale și transport electric.

În ultimii ani, problema îmbunătățirii surselor de energie mobile nu a fost niciodată mai relevantă. Cu doar 10-15 ani în urmă nu era atât de acută. Dar cel mai bun este dușmanul binelui, iar odată cu creșterea mobilității orașului, adică. Odată cu trecerea de la un computer desktop la un laptop, de la un simplu telefon mobil la un smartphone, cererile pentru surse de energie mobile au crescut brusc.

Odată cu miniaturizarea electronicelor de larg consum, designerii de electronice trebuie să urmeze tendința de reducere a dimensiunii surselor de alimentare în același timp cu creșterea capacității acestora. Cu toate acestea, se pune întrebarea cu privire la modificarea nu numai a capacității bateriei, ci și a vitezei de reîncărcare și a durabilității acestora. La urma urmei, dacă bateria își restabilește încărcarea aproape instantaneu, atunci nu mai este atât de important câte ore poate funcționa dispozitivul fără reîncărcare.

Capacitatea bateriei, precum și capacitatea sa de a fi reîncărcate de mai multe ori, sunt, de asemenea, importante pentru:

  • dispozitive autonome concepute pentru funcționare pe termen lung fără întreținere - stații meteo, stații de măsurare, stații de sol;
  • sisteme de energie alternativă - generatoare solare și eoliene;
  • transport electric – mașini hibride, stivuitoare, mașini electrice.

În aproape toate cazurile de mai sus, bateriile funcționează în condiții care sunt departe de a fi ideale: la temperaturi scăzute, cicluri de încărcare suboptime sau incomplete și o probabilitate mare de descărcare profundă.

Printre bateriile moderne, bateriile cu litiu ocupă un loc special. Litiul are o resursă uriașă de stocare a energiei, astfel încât utilizarea bateriilor litiu-ion ca dispozitive de stocare a energiei pentru centralele solare și alte surse de energie regenerabilă este cea mai profitabilă în comparație cu bateriile plumb-acid sau cu alte tipuri de baterii. Un loc aparte în rândul bateriilor bazate pe ioni de litiu îl ocupă bateriile cu litiu fier fosfat (LiFePO4).

LiFePO4 a fost folosit pentru prima dată ca catod pentru o baterie litiu-ion în 1996 de profesorul John Goodenough de la Universitatea din Texas. Acest material l-a interesat pe cercetător deoarece, în comparație cu LiCoO2 tradițional, are un cost semnificativ mai mic, este mai puțin toxic și mai rezistent la căldură. Dar dezavantajul său este capacitatea sa mai mică. Și abia în 2003 compania Sistemul A123 sub conducerea profesorului Jiang Ye-Ming, ea a început să cerceteze bateriile cu litiu fosfat de fier (LiFePO4).

Proprietățile de bază ale bateriilor cu litiu fosfat de fier

Bateriile litiu cu fosfat de fier (LiFePO4) sunt un subtip de baterie litiu-ion care utilizează fosfat de fier ca catod. Fără exagerare, ele pot fi numite vârful tehnologiei bateriilor de putere. Acest tip de baterie este superior tuturor celorlalte în unii parametri, în special în numărul de cicluri de încărcare-descărcare.

Spre deosebire de alte baterii litiu-ion, bateriile LiFePO4, precum cele cu nichel, au o tensiune de descărcare foarte stabilă. Tensiunea de ieșire în timpul descărcării rămâne aproape de 3,2 V până când încărcarea bateriei este complet epuizată. Acest lucru poate simplifica foarte mult sau chiar elimina necesitatea de a regla tensiunea în circuite.

Datorită tensiunii de ieșire constante de 3,2 V, patru baterii pot fi conectate în serie pentru a produce o tensiune nominală de ieșire de 12,8 V, care este aproape de tensiunea nominală a bateriilor cu șase celule plumb-acid. Acest lucru, împreună cu caracteristicile bune de siguranță ale bateriilor cu litiu și fier fosfat, le face un bun potențial înlocuitor pentru bateriile cu plumb-acid în industrii precum cea auto și cea solară.

  • Cu cicluri repetate de încărcare/descărcare, efectul de memorie este complet absent
  • Bateriile cu litiu fier fosfat au o durată de viață lungă (peste 4600 de cicluri la 80% adâncime de descărcare)
  • Au o intensitate energetică specifică mare: densitatea de energie ajunge la 110 W h/kg)
  • Se caracterizează printr-un interval larg de temperatură de funcționare (-20…60°C)
  • Aceste baterii nu necesită întreținere
  • Este posibil să încărcați rapid bateriile: în 15 minute - până la 50%
  • Fiabilitatea și siguranța bateriilor cu litiu fier fosfat sunt confirmate de certificate internaționale
  • Sunt foarte eficiente: 93% la pornire 30...90%
  • Este permisă o rată mare de descărcare cu un curent de până la 10 C (de zece ori curentul nominal)
  • Aceste baterii sunt ecologice și nu reprezintă un pericol pentru oameni și mediu atunci când sunt aruncate.
  • Spre deosebire de bateriile cu plumb, bateriile cu litiu fosfat de fier au jumătate din greutate cu aceeași capacitate

Dezavantaje în comparație cu bateriile plumb-acid:

  • cost mai mare;
  • necesitatea unui circuit special de control încărcare-descărcare.

Bateriile cu litiu fier fosfat (LiFePO4) sunt ușor inferioare bateriilor cu polimer de litiu în ceea ce privește capacitatea energetică (Figura 1). Dar unul dintre punctele forte este stabilitatea materialului, care permite crearea de baterii care pot rezista mult mai multe cicluri de descărcare/încărcare (mai mult de 2000), și încărcare rapidă. Datorită acestor caracteristici, aceste baterii sunt utilizate în mod optim în vehiculele electrice.

Pe piața rusă, compania ocupă un loc special printre furnizorii de baterii pe bază de ioni de litiu EEMB. Produce mai multe grupuri de baterii cu litiu fosfat de fier (Figura 2), care diferă în parametrii electrici și de proiectare:

  • sisteme de baterii modulare;
  • baterii pentru dispozitive de telecomunicatii;
  • surse de energie pentru „casa inteligentă”;
  • baterii de tracțiune pentru vehicule electrice.



a) sisteme de baterii modulare b) baterii pentru echipamente de telecomunicatii c) baterii pentru sisteme
putere de urgență și autonomă
sisteme de alimentare cu energie
d) baterii de tractiune pt
transport electric

Bateriile cu litiu fier fosfat, atunci când sunt descărcate, au o tensiune de ieșire foarte stabilă până când celula este complet descărcată. Apoi tensiunea scade brusc.

Figura 3 prezintă curbele de descărcare a bateriei luate la diferiți curenți de descărcare (0,2...2C) în condiții normale de temperatură. După cum se poate observa din grafic, o caracteristică a bateriei cu litiu și fier fosfat este dependența slabă a capacității de curentul de descărcare. La descărcarea cu un curent scăzut (0,2C) și la descărcarea cu un curent mare (2C), capacitatea bateriei practic nu se modifică și rămâne egală cu 10 Ah (capacitatea nominală a bateriei specificate).

Este foarte important să nu permiteți celulei să se descarce la un nivel mai mic de 2,0 V, altfel vor avea loc procese ireversibile care vor duce la o pierdere bruscă a capacității nominale. În acest scop este utilizat un controler de descărcare. EEMB produce baterii cu sau fără circuit de protecție. Prezența unui circuit de protecție împotriva tensiunii de descărcare și supraîncărcare este codificată în nume cu abrevierea PCM la sfârșit, de exemplu, LP385590F-PCM.

Să luăm în considerare dependența numărului de cicluri de încărcare-descărcare de mărimea curentului de descărcare și adâncimea de descărcare. Figura 4 prezintă datele experimentale. Din ele se poate observa că la o descărcare completă se produce o pierdere a capacității bateriei cu 20% cu un număr de cicluri de cel puțin 2000 (curent de descărcare 1C). Dacă adâncimea de descărcare este limitată la 80% în fiecare ciclu, atunci după aproximativ 1500 de cicluri similare nu a existat practic nicio scădere a capacității bateriei față de valoarea inițială (curent de descărcare 0,5C).

Cea mai recentă generație de baterii cu litiu fier fosfat produse de EEMB, spre deosebire de bateriile plumb-acid existente, nu necesită înlocuire și întreținere frecventă. De regulă, o baterie cu fosfat de fier litiu este o baterie modernă care poate rezista la mai mult de 2000 de cicluri de încărcare-descărcare și este absolut insensibilă la condițiile cronice de subîncărcare. În cele mai multe cazuri, are o placă de gestionare a bateriei încorporată (Battery Management System). Încărcarea se realizează cu tensiune constantă și curent constant fără etape.

Tabelul 1 prezintă principalii parametri ai bateriilor EEMB cu o singură celulă litiu fier fosfat. Capacitatea nominală a acestui tip de baterie este în intervalul 600...36000 mAh (greutate - respectiv 15...900 grame). Bateriile cu o singură celulă Li-FePO4 sunt cel mai adesea folosite în dispozitivele autoalimentate. Aceste baterii permit descărcarea de curent mare de până la 10C. După 2000 de cicluri de încărcare-descărcare cu un curent de 1C, capacitatea reziduală este de aproximativ 80%.

Tabelul 1. Baterii cu o singură celulă LiFePO4 EEMB

Nume Tensiune, V Capacitate, mAh Greutate, g
3,2 600 15
1250 31,25
2000 50
3500 87,5
5000 125
5000 125
7000 175
9000 225
22000 500
36000 900

Folosind sisteme modulare cu celule individuale cu capacitate crescută, ai căror parametri sunt indicați în tabelul 2, este posibilă asamblarea unui pachet de baterii cu capacitatea și tensiunea de ieșire necesare.

Tabelul 2. Principalii parametri ai sistemelor modulare Li-FePO4

Sistemele modulare sunt, de asemenea, echipate cu un sistem de management al puterii (BMS), care permite descărcarea de putere mare și are multe funcții de control și protecție. Modulele cu sistem de monitorizare integrat asigură un nivel ridicat de siguranță pentru întregul sistem și pentru mediu. Aplicatii recomandate:

  • sisteme de alimentare cu energie de urgență și neîntreruptibilă;
  • stații de bază.

Sistemele de alimentare de telecomunicații necesită baterii de dimensiuni mici, ușoare, au un număr mare de cicluri de reîncărcare, au capacitate specifică mare, au o gamă largă de temperatură de funcționare și sunt ușor de întreținut. Bateriile cu litiu fosfat de fier îndeplinesc pe deplin aceste cerințe. Tabelul 3 prezintă principalii parametri ai bateriilor EEMB pentru sistemele de telecomunicații.

Tabel 3. Baterii pentru sistemele de alimentare de telecomunicații

Nume Tensiune, V Capacitate, Ah Greutate, kg
12 50 6
12 100 22
48 100 40
48 200 78

Un exemplu de intrare în nomenclatură: 4P5S – patru ansambluri conectate în paralel (fiecare ansamblu este format din cinci baterii conectate în serie), P – Paralel, conexiune paralelă, S – Serial, conexiune secvenţială.

Bateriile din aceste serii sunt utilizate în principal în:

  • sisteme de alimentare DC;
  • dispozitive de alimentare neîntreruptibilă (UPS);
  • sisteme de alimentare DC de înaltă tensiune (240/336 V).

Caracteristicile bateriilor reîncărcabile pentru surse și sistemele de alimentare neîntreruptibilă pentru o casă inteligentă (UPS/UPS) sunt prezentate în Tabelul 4, iar aspectul este prezentat în Figura 3c.

Tabel 4. Baterii pentru UPS smart home

Nume Tensiune, V Capacitate, Ah Greutate, kg
12 10 1,3
12 20 2,5
12 30 3,5
24 20 4,5
14,4 4,5 0,7
14,4 7 0,9
U1 48 10 4

Bateriile cu litiu fier fosfat din seria EEMB Super Energy SLM înlocuiesc complet bateriile convenționale cu plumb-acid și gel. Nu necesită întreținere, sunt cu 80% mai ușoare și sunt de cinci ori mai durabile decât bateriile cu plumb-acid și echivalentele acestora.

Bateriile de tracțiune pentru vehicule electrice sunt o baterie reîncărcabilă pentru instalarea în vehicule electrice. Caracteristicile cheie ale bateriilor pentru vehicule electrice sunt greutatea ușoară, dimensiunea compactă și capacitatea energetică mare, ceea ce reduce greutatea vehiculului electric în sine și permite încărcarea rapidă.

Compania EEMB oferă o gamă de baterii pentru vehicule electrice de diferite categorii (Tabelele 5, 6).

Parametrii principali ai bateriilor cu fosfat de litiu și fier folosiți în mașinile de golf și bateriile similare din seria GOLF CART sunt prezentați în Tabelul 5. Aceste baterii permit conexiunile în paralel și în serie ale celulelor, facilitând schimbarea capacității nominale și a tensiunii bateriei.

Tabelul 5. Parametrii bateriilor din seria GOLF CART

Nume Tensiune, V Capacitate, Ah Greutate, kg
6,4 10 0,5
9,6 20 1,5
12,8 30 3
12,8 40 4
25,6 10 2
25,6 60 12

Parametrii bateriilor Li-FePO4 pentru biciclete electrice (seria E-bike) sunt prezentați în Tabelul 6.

Tabelul 6. Parametrii bateriilor din seria E-bike

Nume Tensiune, V Capacitate, Ah Greutate, kg
24 10 2,5
24 20 4,5
24 40 9
36 10 3,5
36 20 6,5
36 30 10
48 20 9

Alte optiuni pot fi facute la comanda in functie de cerintele clientului. Aceste serii de baterii sunt disponibile și în ansambluri în care celulele individuale sunt conectate în serie sau în serie paralelă. Dimensiunile totale ale unui element de asamblare din această serie sunt 9,1x67,5x222 mm.

Tabelul 7 prezintă parametrii bateriilor cu litiu fosfat de fier pentru scutere electrice și scule electrice. Bateriile din seria E-scooter sunt de dimensiuni mici, au un curent de descărcare admisibil ridicat, o durată lungă de viață, o densitate mare de energie și nici un efect de memorie, ceea ce face ca aceste baterii să fie populare în dispozitivele de putere adecvată, unde este necesară alimentarea electrică autonomă. motoare.

Tabel 7. Parametrii bateriilor din seria E-scooter

Nume Tensiune, V Capacitate, Ah Greutate, g
9,6 1,4 150
16 1,4 250
19,2 7 1500
22,4 8,4 2100

Tabelul 8 prezintă parametrii bateriilor cu fosfat de litiu și fier pentru scutere electrice din seria E-motocicletă. Tensiunea nominală a tuturor bateriilor din această serie este de 48 V. Capacitatea nominală minimă este de 9 Ah cu o greutate de 4 kg. Capacitatea maximă este de 90 Ah cu o greutate de 40 kg. Dimensiunile unui element sunt 7,5x67x220 mm.

Tabelul 8. Parametrii bateriilor din seria E-motociclete

Nume Tensiune, V Capacitate, Ah Greutate, kg
48 9 4
48 36 16
48 54 24
48 90 40

Caracteristici comparative ale bateriilor LiFePO4

La instalațiile energetice mici în moduri de ciclu constant, bateriile cu litiu fier fosfat, datorită posibilității de descărcare profundă și a unui număr mare de cicluri de încărcare-descărcare, oferă avantaje tangibile în întreținerea instalației.

Modulele bateriei au protecție încorporată împotriva supratensiunii, încărcării scăzute și curenților mari. Sunt compatibile cu toate dispozitivele, inclusiv cu invertoare și încărcătoare care funcționează cu baterii plumb-acid. Inițial, prețul bateriilor cu litiu fosfat de fier pare destul de mare. Cu toate acestea, la calcularea capacității bateriei pentru funcționarea în modul ciclic, reiese că, în cazul utilizării bateriilor LiFePO4, o baterie cu o capacitate de aproximativ 2...2,5 ori mai mică decât pentru bateriile plumb-acid (inclusiv plumb-heliu). ) e suficient. Acest lucru este posibil datorită faptului că bateriile cu litiu fier fosfat pot fi încărcate la curenți mai mari decât bateriile cu plumb-acid (1C față de 0,1...0,2C tipic pentru bateriile cu plumb-acid). Ca rezultat, o serie de panouri solare, de exemplu, cu același curent de ieșire și timpul de încărcare necesar, poate fi încărcată pe o baterie cu litiu fier fosfat care este mai puțin încăpătoare decât una cu plumb-acid. Capacitatea mai mică per descărcare va fi compensată de cicluri de încărcare mai rapide, mai ales că resursele pentru ciclurile de încărcare-descărcare sunt în medie cu un ordin de mărime mai mari. La aceasta se adaugă o scădere mult mai lentă a capacității în timpul ciclurilor de reîncărcare.

Să ne uităm la un exemplu. Dacă am folosit anterior o baterie plumb-acid AGM/GEL 150 Ah în regim de ciclism, atunci pentru a o înlocui fără pierderea caracteristicilor de performanță, va fi suficientă o baterie LiFePO4 cu o capacitate de 60 Ah. Cu un calcul corect de la 1 la 2,5, costul unei baterii LiFePO4 este cu doar 25 ...35% mai mare decât bateriile cu plumb-acid. În același timp, bateriile cu litiu-fier fosfat vor avea, în medie, caracteristici de performanță mai bune în comparație cu cele cu plumb-acid.

În modul de acumulare și de descărcare ulterioară la aceiași curenți de descărcare, bateriile cu litiu fosfat de fier pot oferi un avantaj de capacitate de 2,5 ori, ceea ce este ușor de arătat cu un exemplu.

De regulă, capacitatea bateriei este selectată în funcție de timpul posibil de absență a energiei principale și de consumul de energie al încărcăturii.

De exemplu, dacă trebuie să alimentam o sarcină de 2 kW timp de 1 oră, atunci, în consecință, avem nevoie de o rezervă de energie de cel puțin 2 kWh. Este necesar ca acest sistem să poată funcționa normal mai mult de 6 luni în modul ciclic (încărcare în timpul zilei, încărcare seara - rang). Pentru o baterie sau un set de baterii cu o tensiune de ieșire de 48 V, capacitatea calculată necesară va fi de aproximativ 42 Ah. Curentul de descărcare va fi de aproximativ 1C (42 A). Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că, în exemplul nostru, descărcarea ar trebui să fie considerată nu ca curent constant, ci ca putere constantă, în timp ce atunci când bateria este descărcată, curentul de descărcare va crește. În modul de descărcare constantă (2 kW), o baterie plumb-acid (48 V/40 Ah) poate funcționa cel mult 30 de minute (cu o descărcare profundă - până la 40,8 V).

Pentru ca sarcina să funcționeze în mod fiabil timp de o oră pe o baterie cu plumb, capacitatea acesteia va fi de aproximativ două ori mai mare decât cea calculată inițial - aproximativ 85 Ah. Pe de altă parte, descărcarea unei baterii cu fosfat de fier cu un curent de 1C sau mai mare nu duce la o scădere semnificativă a capacității sale - rămâne la nivel nominal (Figura 3). Din aceasta se poate observa că o diferență de capacitate a două tipuri de baterii poate fi realizată cu un factor de doi. De asemenea, este necesar să se țină seama de faptul că atunci când o baterie cu plumb-acid este operată în modul ciclic, capacitatea sa va scădea cu 20% deja la 150...200 de cicluri de încărcare-descărcare, prin urmare, pentru a compensa acest lucru, ar trebui inițial selectați o baterie cu o capacitate cu 20% mai mare. Se dovedește că condițiile sarcinii stabilite anterior vor fi îndeplinite în primele 6 luni cu o capacitate a bateriei plumb-acid de 102 Ah. Pe de altă parte, dependența slabă a capacității unei baterii cu fosfat de fier va permite descurca-te cu o capacitate calculata practic de 42 Ah. Dupa cum vedem, diferenta de capacitate necesara intre cele doua tipuri de baterii este de aproximativ 2,5 ori.

Bateriile cu litiu fier fosfat acceptă cu ușurință un curent de încărcare puternic. Prin urmare, încărcându-le cu o serie de baterii solare de trei ori mai puternice (față de bateriile plumb-acid), le puteți încărca într-un timp scurt de 2...4 ore. Și ținând cont de insensibilitatea la descărcarea profundă și subîncărcarea cronică, aceste baterii sunt indispensabile iarna, mai ales ținând cont de faptul că bateriile cu litiu fier fosfat au o eficiență mai mare de 95% (spre deosebire de 80% pentru bateriile plumb-acid) și Aceasta înseamnă că pe vreme înnorată și ploioasă, aceste baterii se încarcă mai repede (Tabelul 9).

Tabelul 9. Comparația bateriilor cu litiu fier fosfat și plumb acid

Parametru Fosfat de fier de litiu
sistem de alimentare cu energie
Sistem convențional
cu baterii cu plumb
descărcare profundă
Beneficiile LiFePO4
Numărul de cicluri efective de lucru > 6000 la descărcare de 80%. ~500 Numărul de cicluri este semnificativ mai mare
Sistem de echilibrare celulară Prezent în timpul încărcării și descărcării Absent Monitorizarea automată a stării fiecărei celule
Protecție la supraîncărcare/încărcare profundă la nivel de celule Control 100% pe mai multe niveluri
Protecția bateriei în timpul defecțiunilor sistemului 100% (încărcare întreruptă și curent de descărcare)
Calculul precis al rezervei de energie din baterie pe baza datelor de la senzorii de tensiune, curent, temperatură și rezistență celulei Calcul continuu in timp real
Capacitate de încărcare rapidă Da (aproximativ 15 minute) Nu
Necesitatea întreținerii bateriei
în stare încărcată
Nu Da, altfel - sulfatare pe placă Nu este nevoie să mențineți încărcarea, economisind întreținere
Durată de viață estimată cu cicluri zilnice complete de 70% pentru LiFePO4 și 50% pentru bateriile cu plumb-acid (în condiții ideale), ani 15 ~4 De cel puțin 4 ori mai mare
Interval de temperatură de funcționare, °C -20…60 Temperatura recomandata: 20°C Este posibilă instalarea sistemului de alimentare în încăperi neîncălzite
Efectul temperaturii ridicate (30°C și peste) Funcționarea până la limita superioară a intervalului de temperatură de funcționare este acceptabilă Degradare rapidă Celulele bateriei pot rezista la temperaturi semnificativ mai ridicate
Durata de viață a calendarului (modul tampon sau modul de stocare) Nu este limitat Limitat, deoarece plăcile se degradează în orice caz Câștig semnificativ
Posibilitatea de a adăuga capacitate unei unități de depozitare existente da Nu este recomandat deoarece va duce la dezechilibru Posibilitatea de modernizare treptată și scalare fără costuri suplimentare
Posibilitatea de a înlocui una/mai multe celule deteriorate din ansamblul bateriei Da, pentru că există un sistem de echilibrare

Concluzie

În modurile de ciclism, utilizarea bateriilor cu litiu fier fosfat este mai profitabilă, deoarece pentru a atinge parametrii energetici și operaționali, este suficientă aproximativ jumătate din capacitatea bateriilor cu plumb-acid. La fel de valoroase sunt insensibilitatea la subîncărcare, eficiența crescută și încărcarea accelerată cu curenți mari.

Bateriile cu fosfat de fier litiu sunt recomandate pentru utilizarea în sistemele de energie solară care funcționează în condiții de lumină scurtă, ceea ce este deosebit de important pentru Rusia centrală, regiunile de nord și regiunile muntoase. Durata de viață lungă (un număr mare de cicluri de încărcare-descărcare) a bateriilor cu fosfat de litiu și fier poate reduce semnificativ costurile de întreținere și înlocuire a acestora, ceea ce este important, de exemplu, pentru stațiile automate de monitorizare a vremii și sistemele de alimentare de urgență pentru stațiile de bază celulare. . Creșterea perioadei de timp dintre schimbările programate ale bateriei duce la economii la salariile personalului de întreținere, precum și la costurile de călătorie (mai ales dacă echipamentul este instalat în zone greu accesibile). Reducerea cheltuielilor generale de întreținere va compensa cu mult costul relativ ridicat al bateriei cu litiu fier fosfat.

Bateriile de acest tip pot fi utilizate cu succes și în echipamente de telecomunicații (echipamente de telecomunicații de bază și dispozitive mobile), surse de alimentare neîntreruptibilă, sisteme de alimentare de urgență, sisteme de alimentare pentru acționări electrice și vehicule electrice.

Producătorul de baterii, EEBM, efectuează un control atent al calității produselor și are capacitatea de a produce ansambluri de baterii personalizate în funcție de cerințele clienților.

Literatură

  1. http://www.eemb.com.
  2. http://www.eemb.com/products/rechargeable_battery/lifepo4_battery/lifepo4_battery.html.

Electronica modernă solicită din ce în ce mai mult puterea și capacitatea surselor de energie. În timp ce bateriile nichel-cadmiu și nichel-hidrură metalică se apropie de limitele lor teoretice, tehnologiile litiu-ion sunt abia la început

Bateriile Li-Fe (fosfat de litiu) se disting nu numai prin capacitatea mare, ci și prin încărcare rapidă. În doar 15 minute poți încărca complet bateria. În plus, astfel de baterii permit cicluri de încărcare-descărcare de 10 ori mai multe decât modelele convenționale. Ideea unei baterii Li-Fe este de a activa schimbul de ioni de litiu între electrozi. Cu ajutorul nanoparticulelor a fost posibilă dezvoltarea suprafeței de schimb a electrozilor și obținerea unui flux ionic mai intens. Pentru a preveni încălzirea prea mare și posibila explozie a electrozilor, autorii dezvoltării au folosit fosfat de litiu/fier în loc de oxid de litiu/cobalt în catozi. Conductivitatea electrică insuficientă a noului material este compensată prin introducerea de nanoparticule de aluminiu, mangan sau titan.

Pentru a încărca bateriile Li-Fe, trebuie să folosiți un încărcător special cu un marcaj care spune că acest tip de încărcător este capabil să funcționeze cu baterii Li-Fe, altfel veți distruge bateria!

Avantaje

  • Carcasă sigură și durabilă, spre deosebire de carcasele bateriilor Li-Po
  • Încărcare ultra-rapidă (cu un curent de 7A, încărcare completă în 15 minute!!!)
  • Curent de iesire foarte mare 60A - regim de functionare; 132A - mod pe termen scurt (până la 10 secunde)
  • Autodescărcare 3% timp de 3 ani
  • Lucrați la frig (până la -30 grade C) fără pierderea proprietăților de lucru
  • MTBF 1000 de cicluri (de trei ori mai mult decât bateriile cu nichel)

Defecte

  • Necesită un încărcător special (nu este compatibil cu încărcătoarele LiPo)
  • Mai greu decât Li-Po

Puțină istorie

Bateriile Li-ion sunt de două ori mai mari ca capacitate față de omologii lor NiMH și densitate de putere de aproape trei ori mai mare. Densitatea de energie a Li-ionului este de trei ori mai mare decât a NiMH. Li-ion poate rezista la curenți de descărcare foarte mari, pe care bateriile NiMH nu le pot rezista nici măcar teoretic. NiMH sunt, de asemenea, nepotrivite pentru instrumentele portabile puternice, care se caracterizează prin încărcări mari ale impulsurilor, durează mult timp pentru a se încărca și, de obicei, „trăiesc” nu mai mult de 500 de cicluri. Stocarea NiMH este o altă problemă majoră. Aceste baterii suferă de auto-descărcare foarte mare - până la 20% pe lună, în timp ce pentru Li-ion această cifră este de doar 2-5%. Bateriile NiMH sunt supuse așa-numitului efect de memorie, caracteristic și bateriilor NiCd.

Dar bateriile Li-ion au și dezavantajele lor. Sunt foarte scumpe și necesită un sistem de control electronic complex pe mai multe niveluri datorită tendinței lor de degradare ireversibilă dacă sunt descărcate prea adânc sau ardere spontană la sarcini mari. Ei datorează acest lucru materialului principal al electrodului - cobaltat de litiu (LiCoO2). Oamenii de știință se luptă de câțiva ani să găsească un înlocuitor pentru cobalt. Candidații pentru poziția principalului material electrod al viitorului sunt diverși compuși de litiu - manganați, titanați, stanați, silicați și alții. Dar favoritul de necontestat astăzi este considerat a fi ferofosfatul de litiu Li-Fe, obținut pentru prima dată în 1996 de profesorul John Goodenough de la Universitatea din Texas. Multă vreme, acest subiect a adunat praf pe raft, deoarece Li-Fe nu era nimic remarcabil, cu excepția faptului că era ieftin și potențialul său a rămas neexplorat. Totul s-a schimbat în 2003 odată cu apariția sistemelor A123.

Caracteristicile bateriilor Li-Fe

Ca toate bateriile Li-Fe, are câțiva parametri electrici de bază:

Tensiune celulă complet încărcată: Pentru Li-Fe este de aproximativ 3,65 V. Datorită particularităților acestei tehnologii, aceste elemente nu se tem de supraîncărcare (cel puțin nu provoacă incendiu și explozie așa cum se întâmplă cu elementele pe bază de litiu cobaltat Li-ion, Li- pol) deși producătorii Este foarte recomandat să nu se încarce peste 3,9V și doar câteva încărcări până la 4,2V pe toată durata de viață a elementului.

Tensiunea celulei complet descărcată: Aici, recomandările producătorilor diferă oarecum; unii recomandă descărcarea elementelor la 2,5 V, altele la 2,0 V. Dar, în orice caz, pe baza practicii de a opera toate tipurile de baterii, s-a stabilit că, cu cât adâncimea de descărcare este mai mică, cu atât această baterie poate supraviețui mai multe cicluri și cantitatea de energie care cade pe ultimii 0,5V ai descărcarea (pentru Li-Fe) reprezintă doar câteva procente din capacitatea sa.

Tensiune la mijloc: pentru elementele acestei tehnologii, diferiți producători variază (revendicat) de la 3,2 V la 3,3 V. Tensiunea punctului de mijloc este o tensiune care se calculează pe baza curbei de descărcare și are rolul de a calcula capacitatea totală a bateriei, care este exprimată în Wh (watt oră).Pentru aceasta, tensiunea de punct mediu este înmulțită cu capacitatea curentului, adică pt. De exemplu, aveți o celulă cu o capacitate de 1,1 Ah și tensiunea de mijloc este de 3,3 V, apoi capacitatea sa totală este de 3,3*1,1=3,65Wh. (Mulți oameni confundă adesea tensiunea de mijloc cu tensiunea celulei complet încărcate.)

În acest sens, aș dori să atrag atenția asupra caracteristicilor de performanță ale bateriilor, sau mai exact asupra tensiunii de mijloc a bateriilor Li-Fe de 36V și 48V. Deci, tensiunile de 36V și 48V sunt indicate condiționat în raport cu bateria plumb-acid, care este mai familiară pentru mulți, sau mai precis cu tensiunea punctului de mijloc al 3 sau 4 baterii plumb-acid de 12V conectate în serie. O baterie Li-Fe de 36V are 12 celule (elemente) conectate în serie, care este 3,2*12=38,4V (pentru o baterie de 48V 3,2*16=51,2V) care este puțin mai mare decât punctele medii ale bateriilor plumb-acid, adică cu capacități egale (în Ah) bateria Li-Fe are o capacitate totală mai mare decât o baterie cu plumb-acid.

În prezent, principala bază de producție pentru producția de celule Li-Fe este China. Există fabrici atât ale unor companii cunoscute (A123System, BMI) cât și fabrici ale unor companii necunoscute. Mulți vânzători de baterii finite (care le vând cu amănuntul) susțin că sunt și producători de celule în sine, ceea ce se dovedește a fi neadevărat. Marii producători de elemente care produc milioane de piese pe an nu sunt interesați să lucreze cu clienții de retail și pur și simplu ignoră întrebările despre vânzarea a zeci de bucăți de elemente sau se oferă să facă achiziții în volume de câteva mii de bucăți. Există și întreprinderi mici în care elementele semi-artizanale sunt produse în loturi mici, dar calitatea acestor elemente este extrem de scăzută, motivul pentru care aceasta este lipsa materialelor de înaltă calitate, a echipamentelor și a disciplinei tehnologice scăzute. Astfel de elemente au o variație foarte mare de capacitate și rezistență internă chiar și într-un singur lot. Tot pe piata de asamblare a bateriilor finite se gasesc si celule produse de marii producatori, dar datorita faptului ca nu au fost respinse in functie de anumiti parametri (capacitate, rezistenta interna, scadere de tensiune in timpul depozitarii), nu ajung pe piata si trebuie reciclat. Aceste elemente stau la baza asamblarii bateriilor de catre micile intreprinderi artizanale. Principala diferență între astfel de elemente și elementele de calitate standard produse de marii producători este lipsa marcajelor pe fiecare element. Marcajul se aplică la producător în timpul testelor finale și servește ca un identificator al producătorului, al datei și al modificării fabricației. Aceste informatii sunt necesare pentru marii producatori pentru a monitoriza in continuare calitatea elementelor in timpul functionarii si in cazul reclamatiilor, pentru a putea gasi cauza problemei. După cum înțelegeți voi înșivă, pentru cei care produc elemente în condiții artizanale, nu are rost să facă o astfel de operațiune.
Folosind aceste link-uri puteți vizualiza teste ale celor mai renumiți producători de elemente:

  • http://www.zeva.com.au/tech/LiFePO4.php

Apropo, ceea ce este interesant este că, pe baza rezultatelor verificărilor, aproape toți producătorii susțin o capacitate mai mare decât cea disponibilă (singura excepție este sistemul A123), iar cea a lui Huanyu este în general cu un sfert mai mică decât cea declarată.

Descoperire neașteptată

A123 Systems este o companie neobișnuită. În conversații, angajații săi, de la ingineri obișnuiți la președinte, repetă adesea o frază pe care nu o auzi des în zilele noastre: „Suntem abia la începutul drumului. După ce am parcurs-o până la capăt, vom schimba lumea!” Istoria sistemelor A123 a început la sfârșitul anului 2000 în laboratorul profesorului Yet Min Chang de la Massachusetts Institute of Technology (MIT). Chang, care a lucrat de mult timp la tehnologia Li-ion, a descoperit aproape întâmplător un fenomen uimitor. Cu un anumit impact asupra soluției coloidale a materialelor electrozilor, structura bateriei a început să se reproducă! Forțele de atracție și de respingere depind de mulți factori - dimensiunea, forma și numărul particulelor în sine, proprietățile electrolitului, câmpul electromagnetic și temperatura. Chang a efectuat studii detaliate ale proprietăților fizico-chimice ale nanomaterialelor electrozilor și a determinat parametrii de bază pentru lansarea procesului de auto-organizare spontană. Bateriile rezultate aveau o capacitate specifică care era cu o treime mai mare decât cea a bateriilor convenționale cu litiu-cobaltat și puteau rezista la sute de cicluri de încărcare-descărcare. Microstructura electrozilor, creați în mod natural, a făcut posibilă creșterea suprafeței totale active cu un ordin de mărime și accelerarea schimbului de ioni, ceea ce la rândul său a crescut capacitatea și performanța bateriei.

Auto-organizarea conform metodei lui Chang este următoarea: un amestec de oxid de cobalt și nanoparticule de grafit este plasat în corpul viitoarei baterii, se adaugă un electrolit și se creează condițiile externe necesare - temperatură, câmp electromagnetic și presiune. Particulele de oxid de cobalt sunt atrase unele de altele, dar resping particulele de grafit. Procesul continuă până când forțele de atracție și repulsie ajung la echilibru. Ca urmare, se formează o pereche anod-catod, complet separată de o interfază - electrolit. Datorită dimensiunii identice a nanoparticulelor, Chang a reușit să creeze mostre de baterii cu parametri de capacitate și performanță specificați în condiții de laborator. Studierea ulterioară a acestui fenomen și dezvoltarea tehnologiei de producție bazată pe acesta promiteau perspective fantastice. Conform calculelor lui Chang, capacitatea bateriei ar putea fi dublată în comparație cu analogii existenți, iar costul ar putea fi redus la jumătate. Metoda de auto-organizare a făcut posibilă crearea de baterii de orice formă mai mici decât un cap de chibrit, inclusiv direct în interiorul consumatorilor actuali.

Intră în afaceri mari

În acel moment, inginerul electrochimic Bart Riley lucra la American Semiconductor, care producea o gamă largă de semiconductori. Avea o cunoștință de lungă durată și interese științifice comune cu Chang. Când Chang i-a spus lui Riley despre descoperirea sa neașteptată, aproape imediat s-a născut ideea de a crea o afacere bazată pe fenomenul de auto-organizare. Dar niciunul dintre ei nu avea idee cum sunt create companiile. Al treilea fondator al A123 Systems a fost Rick Fulap, un antreprenor care știe să transforme ideile bune în bani mari. Până la vârsta de 26 de ani, Fulap a creat deja cinci companii de la zero și le-a lansat în afaceri mari. Într-o zi, într-un jurnal științific al MIT, Fulap a dat peste un articol al profesorului Chang despre tehnologia litiu-ion. Neînțelegând nimic din ce a citit, Rick a format numărul de telefon al profesorului. Ca răspuns la o ofertă de a intra în afacerea cu nanofibre de carbon, Chang a răspuns că are o idee mai bună, iar Fulap nu a putut dormi până dimineața.

În primul rând, partenerii au putut să obțină o licență de la MIT pentru utilizarea industrială a tehnicii de auto-organizare a bateriilor și să cumpere drepturile asupra materialului catodic obținut în laboratorul lui Chang – fosfat de litiu și fier. Nu a avut nimic de-a face cu fenomenul de autoorganizare, dar Fulap a decis că drepturile asupra Li-Fe nu ar strica. Nu lăsa bunătatea să se irosească! În plus, Chang a primit un grant special pentru a continua cercetarea asupra Li-Fe. În septembrie 2001, Rick Fulap rătăcea deja prin fonduri de risc în căutarea fondurilor. El a reușit să creeze concurență între investitori, alimentând-o cu tot mai multe reportaje de presă despre perspectivele fantastice ale pieței bateriilor Li-ion.

Deja în decembrie 2001, primele 8 milioane de dolari au fost creditate în conturile companiei.La patru luni după începerea lucrărilor la proiect, în aprilie 2002, liderii pieței de electronice mobile Motorola și Qualcomm au intrat în afacere, văzând un potențial enorm în noua tehnologie. Bart Riley își amintește zâmbind cum Fulap a sărit în fața lui Paul Jacobs, vicepreședintele Qualcomm, la o conferință. Într-un minut, aproape ținându-l pe Jacobs de reverul jachetei, Rick a putut să-i explice clar avantajele tehnologiei A123 față de concurenții săi, iar câteva secunde mai târziu a pus întrebarea direct - investește astăzi, mâine va fi. prea târziu! Și după câteva zile, Jacobs a luat decizia corectă. În curând, investitorii lui A123 au inclus: celebra companie Sequoia Capital, ai cărei bani au creat la un moment dat Google și Yahoo, General Electric, Procter & Gamble și multe alte companii mari.

Parașuta de rezervă

Până la începutul lui 2003, munca s-a blocat. S-a dovedit că tehnologia promițătoare funcționează doar parțial - procesul de auto-organizare s-a dovedit a fi instabil. Au apărut dificultăți serioase cu tehnologia de producere a particulelor de nanomateriale cu electrozi care sunt uniforme ca mărime și proprietăți. Drept urmare, performanța produsului a variat de la remarcabil la inutilizabil. Durata de viață a bateriilor rezultate a fost semnificativ inferioară analogilor existenți din cauza slăbiciunii rețelei cristaline a electrozilor. Pur și simplu s-a prăbușit în mai multe cicluri de descărcare. Chang și-a dat seama că crearea tehnologiei industriale pentru bateriile ideale era încă foarte departe. Proiectul izbucnește din plin...

Până atunci, lucrările la ferofosfat de litiu dăduseră rezultate neașteptate. La început, proprietățile electrice ale fosfatului de fier păreau foarte modeste. Avantajele Li-Fe față de LiCoO2 au fost netoxicitatea, costul scăzut și sensibilitatea mai mică la căldură. În caz contrar, ferofosfatul a fost semnificativ inferior cobaltatului - cu 20% în intensitatea energetică, cu 30% în productivitate și în numărul de cicluri de funcționare. Aceasta înseamnă că o baterie cu catod din Li-Fe primar nu era potrivită pentru electronicele mobile, unde capacitatea este de o importanță capitală. Ferofosfatul a necesitat modificări profunde. Chang a început să experimenteze cu adăugarea de niobiu și alte metale la structura electrodului și reducerea dimensiunii particulelor individuale de Li-Fe la o sută de nanometri. Iar materialul s-a transformat literalmente! Datorită suprafeței active crescute de mii de ori și îmbunătățirii conductivității electrice datorită introducerii aurului și cuprului, bateriile cu catod din Li-Fe nanostructurat le-au depășit de zece ori pe cele convenționale de cobalt în curenții de descărcare. Structura cristalină a electrozilor practic nu s-a uzat în timp. Adăugările de metale l-au întărit, așa cum armătura întărește betonul, astfel încât numărul de cicluri de funcționare a bateriei a crescut de peste zece ori - la 7000! De fapt, o astfel de baterie poate supraviețui mai multor generații de dispozitive pe care le alimentează. În plus, nu a trebuit creat nimic nou în tehnologia de producție pentru Li-Fe. Aceasta însemna că produsul pe care Riley, Chang și Fulap îl făcuseră era gata pentru producție imediată în masă.

„Dacă sunteți o companie mică cu finanțare limitată, aveți tendința să vă concentrați pe un singur lucru”, spune Riley. – Dar s-a dovedit că aveam două idei în buzunar! Investitorii au cerut ca munca pe tema inițială a proiectului să fie continuată, iar nanofosfatul să fie lăsat pentru vremuri mai bune. Dar am făcut-o în felul nostru. Am trimis o mică echipă de ingineri în noua direcție. Li s-a dat un obiectiv specific - să dezvolte o tehnologie pentru producția industrială de nanomateriale catodice.” După cum sa dovedit mai târziu, această decizie încăpățânată a salvat întregul proiect de la colaps. După primele succese evidente cu nanofosfat, lucrările suplimentare privind auto-organizarea au fost abandonate, dar nu au fost uitate. La urma urmei, istoria se poate repeta într-o zi exact invers.

Gigantul industrial

La o lună după aceasta, A123 a încheiat un contract fatidic cu celebra companie Black & Decker. S-a dovedit că Black & Decker dezvolta de câțiva ani o nouă generație de scule electrice pentru construcții - dispozitive mobile și portabile puternice. Dar introducerea noului produs a fost amânată din cauza lipsei unei surse de curent adecvate. Bateriile NiMH și NiCd nu erau potrivite pentru companie în ceea ce privește greutatea, dimensiunea și caracteristicile de performanță. Bateriile convenționale Li-ion erau destul de încăpătoare, dar nu furnizau un curent de sarcină mare și, atunci când erau descărcate rapid, deveneau atât de fierbinți încât puteau lua foc. În plus, timpul necesar pentru încărcarea acestora a fost prea mare, iar o unealtă portabilă trebuie să fie întotdeauna gata. Bateriile A123 erau ideale pentru aceste scopuri. Erau foarte compacte, puternice și absolut sigure. Timpul de încărcare până la 80% capacitate a fost de doar 12 minute, iar la sarcini de vârf, bateriile Li-Fe au dezvoltat o putere depășind-o pe cea a uneltelor cu cablu! Pe scurt, Black & Decker a găsit exact ceea ce căuta.

Până atunci, A123 avea doar un prototip de baterie de dimensiunea unui ban, iar Black & Decker avea nevoie de milioane de baterii reale. Fulap și Riley au desfășurat o cantitate enormă de muncă pentru a-și crea propriile unități de producție și, în termen de un an de la semnarea contractului, au început producția de serie de produse comerciale în China. Energia și impulsul lui Fulap în înțelegerea cu Black & Decker i-au permis lui A123 să intre în marele cerc industrial în cel mai scurt timp posibil. În mai puțin de șase ani, compania din Massachusetts a crescut de la o idee pură la un complex mare de cercetare și producție cu șase fabrici și un personal de 900 de angajați. Astăzi, A123 Systems deține 120 de brevete și cereri de brevet în domeniul electrochimiei, iar centrul său de cercetare în tehnologie litiu-ion este considerat cel mai bun din America de Nord.

Dar compania nu se oprește aici. În ultimul an și jumătate, proprietățile nanofosfatului original au fost îmbunătățite radical și au fost dezvoltate noi tipuri de electroliți. Au fost create sisteme electronice de control al încărcării mai avansate și mai fiabile. Au fost dezvoltate mai multe tipuri de modele de acumulatori pentru a fi utilizate în diferite domenii ale tehnologiei. Dar principalul pas înainte este, desigur, dezvoltarea unei baterii pentru viitoarea mașină hibridă Chevrolet Volt.


Tehnologiile de producție a bateriilor nu stau pe loc și bateriile Ni-Cd (nichel-cadmiu) și Ni-MH (nichel-hidrură de metal) sunt înlocuite treptat pe piață de baterii...

  • Lista companiilor care produc baterii litiu-ion (Li-ion), litiu polimer (Li-Po), fosfat de litiu (Li-Fe / LiFePO4) în diferite țări ale lumii. Nume producător Locație...
  • Am testat tensiunea bateriei din cutie:

    Test de performanta:
    Voi verifica funcționarea bateriilor din lanternele XML-T6 pe care le am.

    Bateria este de dimensiuni standard, se potrivește perfect în lanternă:

    În lanternele bazate pe XML-T6, caracteristica de design (absența unei proeminențe pe partea plus) nu a interferat cu munca:

    datorită prezenței unui izvor:

    Bateria pur și simplu nu ajunge la contactul pozitiv:

    A fost o modificare implicată, mai întâi am vrut să demontez compartimentul bateriei deșurubarea șuruburilor, dar șuruburile nu s-au deșurubat, a trebuit să-l rup și să-l lipesc:

    Deci, ce este LiFePo4?
    Un articol de pe Wikipedia prezintă LiFePo4 ca pe un fel de minune cu caracteristici excelente: viteză de încărcare 15 minute la 7A, rezistență la îngheț până la -30C, curenți uriași de recul de până la 60A, durabil, durabil. Mai detaliat, LiFe poate fi găsit în articolul tradus despre rcdesign, care compară polimerul de litiu și fosfații de litiu.

    Să trecem la testarea LiFePo4:
    IMAX B6 cu suport pentru modul LiFe:

    Primul test al bateriei - Descărcare
    Bateria este încărcată din cutie, o descarcăm cu un curent de 0,5A (care corespunde aproximativ la 0,5C), rezultatul este de aproximativ 1055mAh.

    Cea mai mare valoare din 3, desi restul l-am descarcat/incarcat cu curenti de pana la 1A (curent 1A si modul FastCharge 1A).
    Graficul de descărcare obținut folosind LogView v2.7.5, setări preluate din presetarea din articolul Habr despre IMAX B6:

    Primul test al bateriei - Încărcare
    Încărcați IMAX B6 folosind metoda FastCharge 1A:

    Pentru o descriere a testului, consultați legenda.

    CONCLUZII
    Am tras următoarele concluzii pentru mine:
    Pro:
    * Rezistent la îngheț,
    * Încărcare rapidă 1C.
    Minusuri:
    * Capacitate mică (1000mAh) și, în consecință, timpul de funcționare.
    Particularitate:
    * Necesită încărcare specială (am un IMAX B6, așa că nu îl consider un minus).
    * Tensiunile UPD - LiFePo4 sunt semnificativ mai mici decât cele ale LiIon (3,2 față de 3,6). Unele lanterne strălucesc semnificativ mai puțin.

    * UPD 2 (2013.03.09) - Trebuie utilizat cu lumini de tip direct cu o tensiune minimă de întrerupere (2,7V).

    Lanterna din stânga strălucește mai puțin pe LiFePo4 decât pe LiIon, lanterna din dreapta nu își pierde atât de multă luminozitate.

    Actualizare 2013.03.09 Grafice de descărcare la temperaturi negative:

    Baterie rezistentă la îngheț LiFePo4 18650 1000mAh (pentru lanterne cu acționare directă)
    Mulți și-au cumpărat deja lanterne „puternice” cu baterii 18650. Bateria obișnuită LiIon în astfel de cazuri nu funcționează la temperaturi scăzute și, chiar dacă funcționează, nu durează foarte mult, dar


    Bun venit pe pagina duplicată a proiectului „21st Century Battery”. VistaBattery"

    Înregistrări ale bateriilor vândute și clienților VistaBattery (cei care se află pe unitate)

    O scurtă selecție de caracteristici care diferențiază aceste baterii de restul.
    Principalele avantaje:
    -Eficienta buna (oferă 80% din capacitate la o diferență de tensiune de 1V)
    -Curenți mari de recul atunci când tensiunea scade mai puțin de 1V; cu plumb, pornirea demarorului la 9V este considerată normală, dar nu veți vedea nimic sub 12V
    -Auto-descărcare slabă (pierdere de încărcare 5% în 3 ani)
    -Încărcare rapidă (umplerea bateriei de la 0 la 80% în aproximativ 15-20 de minute depinde de generator și de capacitatea bateriei în sine)
    - Greutate redusă (de exemplu, 1,8 kg față de 15 kg cu aceiași curenți de recul)
    -2000 de cicluri complete de încărcare-descărcare (descărcare la zero și din nou la plin și așa mai departe de 2000 de ori fără pierderea capacității!)
    - Rezistenta la inghet. Lucrați în condiții de temperatură de până la -25C

    Dar există și dezavantaje:
    -Cost (elementele sunt America și cumpărate în străinătate)
    -Incapacitatea de a lucra împreună cu plumb-acid (cum am scris mai sus, din cauza diferenței de tensiune 12,3 plumb - 13,5 ferofosfat)
    -Imposibilitatea de a lucra sub apă (rezolvată prin turnarea într-un compus) a fost rezolvată prin trecerea la carcase sigilate din plastic

    Caracteristici:
    Drift, raliu, ring, utilizare zilnică:
    4,4 Ah - 190*170*60 mm, 1,2 kg, 260 A nominal, vârf 475 A
    8 Ah - 190*170*60mm, 1.5kg, 260A nominal, vârf 510A
    20 Ah - 280*230*100mm, 3kg, 300A nominal, vârf 500A
    Trofee, audio auto, expediții:
    40 Ah - 280*230*100mm, 5kg, 600A nominal, vârf 1000A
    80 Ah - 280*230*160mm, 10kg, 1000A nominal, vârf 5000A

    Orice variații cu capacitatea, carcasele, cablurile sunt, de asemenea, posibile pentru cea mai confortabilă instalare într-un proiect existent.

    Operație în trofeu:
    După cum a arătat practica - pe un SUV ușor ca un Jimnik - 20A/h se simte grozav. Pentru categoriile extreme și mai grele, aș recomanda totuși 40A/h, unde cu siguranță nu va trebui să te oprești și să lebezi atât cât vrei. Rezerva de performanta este foarte buna. 20Ah = 55Ah optim
    80Ah = peste 300Ah plumb

    Preț
    4,4 Ah - 15.000r
    20 Ah - 25.000r
    40 Ah - 40.000r
    80 Ah - 60.000r
    160 Ah - 110.000r

    În funcție de garanție și durata de viață:
    -Garanția mea este de un an, fără întrebări.
    -5 ani suport tehnic (testarea elementelor, monitorizarea starii acestora, intretinere)
    - durata de viata de la 10 ani. De când producția lor în masă a început abia în 2006, niciunul nu a murit încă de bătrânețe.

    Se livrează produsul finit complet. Fabricarea este convenită cu clientul (natura utilizării, cerințe sub formă de bare colectoare armate, fire, terminale, introducerea fitingurilor de presiune de aer și alte cerințe). Toate bateriile sunt furnizate în carcase rezistente la șocuri, sigilate, PROVAD IP67

    Un client - o soluție. Aceasta nu este o producție de masă, ci o abordare individuală.
    #VistaBattery

    Vladekin › Blog › Baterii LiFePo4
    Blogul utilizatorului Vladekin pe DRIVE2. Bun venit pe pagina duplicată a proiectului „21st Century Battery”. VistaBattery", Deci, ciclul principal de testare este finalizat. Bateriile fabricate folosind această tehnologie au fost testate în diferite condiții și situații. O scurtă selecție de teste: -Testul celei mai mici baterii de la Egor2 -Test de laborator al bateriei...


    Au început adesea să ne aducă baterii pentru asamblare și diagnosticare, se presupune LiFePO4, cumparat foarte ieftin. Mulți oameni au întrebat după astfel de cazuri să scriem un articol pe această temă pentru a fi conștienți de astfel de capcane. Poate fi păcat când ați cumpărat o baterie care nu vă permite să acționați roțile-motoare ale seriei Plăcintă magică (1500 W) la capacitate maximă.

    În acest articol vom compara bateriile LiFePo4-48V-10Ah de la Golden Motor Cu baterii de calitate scăzută(uneori acest nume ascunde pur și simplu obișnuitul Li-ion).

    Parametru

    LiFePo4-48V-10Ah

    calitate

    LiFePo4-48V-10Ah

    de calitate inferioară

    (sau fals)

    Dimensiuni

    36,0 X 15 X 8,4 cm

    36,0 X 14 X 7,4 cm

    Este cu 1 cm mai mic pe ambele părți și pare a fi un plus din punctul de vedere al cumpărătorului - ocupă mai puțin spațiu.

    Din punct de vedere al fizicii: volumul este cu 17% mai mic, cu aceleasi caracteristici de performanta, i.e. realizat dintr-un material diferit.

    Cu 1 kg mai usor si pare a fi un plus din punctul de vedere al cumparatorului, deoarece... cântărește mai puțin.

    Curent de descărcare continuă, A

    20A este 1000 W, 25A-1200 W – caracteristici reduse

    Putere de descărcare (constantă)

    750, 1000, 1200 W

    Putere nominală scăzută

    Curentul maxim de descărcare, A

    Curenți de vârf scăzut

    Puterea maximă de descărcare

    750, 1500, 1700W

    Putere de vârf scăzută

    Tensiune de încărcare

    Tensiune diferită la încărcător.

    54 volți este Li-ion/Li-Po- atenție!

    Curent de încărcare

    Încărcare lentă pentru a evita uciderea celulelor cu rezistență internă ridicată.

    Cicluri de încărcare-descărcare

    Celulele au o durată de viață mai scurtă

    Să luăm în considerare vânzătorii de astfel de baterii. După cum s-a arătat deja în tabelul de mai sus, puteți deja concluziona pentru dvs. - sunt exact acestea caracteristicile de care aveți nevoie?

    În ceea ce privește locația unor astfel de vânzători: de multe ori aceștia nu au o locație permanentă:

    1) „Puteți ridica comanda numai cu acord prealabil la adresa. " Ești sigur că ei lucrează acolo și nu vor ajunge cu mașina la locul să te întâlnească?

    2) „Adresă: Rusia, Moscova.” Cu această formulare, vă puteți întâlni oriunde, chiar și în Piața Roșie. De obicei, te întâlnești lângă metrou, în mașină. Stând în mașină, ținând bateria (fără autocolante de identificare) în mâini, crezi că nu vrei să le cauți, apoi mergi undeva și totuși, în speranța unei întâmplări, ești de acord să le cumperi. Ești sigur că le vei găsi cu siguranță, dacă ceva nu merge bine? Și dacă încă nu aveți chitanță, cum puteți dovedi achiziția?

    Cum să identifici vânzătorii fără scrupule:

    1. Căutați recenzii în Yandex: „Recenzii site_name” și „Numele recenziilor entității juridice”.
    2. Căutați recenzii pe Google: „Recenzii site_name” și „Numele recenziilor persoanei juridice”.
    3. Căutați recenzii pe forumurile din industrie (vehicule electrice, magazine de biciclete).
    4. Verificați domeniul - când este înregistrat.

    Cel mai adesea, astfel de vânzători nu scriu despre garanție (de fapt, nu vă promit nimic în primul rând). Sau o garanție de 2 săptămâni - chiar dacă Li-ion este alunecat, în această perioadă nu vor avea timp să se degradeze, chiar dacă operați peste curenții admisi. Pot scrie și o garanție de 1 an (dacă le găsești). Unii vânzători nici nu știu ce vând! Cereți un card de garanție!

    În plus, citiți despre tipurile de celule LiFePO4 din care este asamblată bateria. Cel mai adesea există elemente prismatice pentru 10Ah, 12Ah. LiFePO4-13Ah nu există! Dacă scriu o astfel de capacitate, înseamnă că cu siguranță nu este LiFePO4și încearcă să-ți vândă unul ieftin Li-ion. Dacă bateria nu are o formă dreptunghiulară, bizară, atunci gândiți-vă cum ar putea producătorii să strângă strâns elemente dreptunghiulare în ea?

    Oamenii au venit deja la noi cu acestea - mai jos este o fotografie pentru comparație (cumpărătorul era sigur că are LiFePO4, dar nu există etichete pe baterie cu privire la chimia HIT, doar tensiunea nominală și capacitatea):

    Și unii oameni află asta a alunecat Li-ion după astfel de cazuri (combustie spontană în timpul conducerii - elementele cilindrice arzând sunt vizibile):

    În plus, în China există cumpărători de baterii uzate, le sortează, cele bune la un preț bun, cele medii sunt mai ieftine, iar celulele moarte sunt vândute la fier vechi. Alți cumpărători le cumpără și colectează bateriile în garaj și le vând cu ușurință pe Aliexpress (acesta este un analog al pieței noastre Yandex, un agregator obișnuit), nimeni nu le verifică calitatea acolo, principalul lucru este să plătiți o taxă anuală pentru plasare. Uneori vii (cum crezi la o fabrică mare), și există doar un call center, ceri să mergi la fabrică, se spune că 7-10 zile trebuie să obții un permis (știu că nu vei aștepta asta mult după asta).

    Este posibil să se identifice celulele folosite doar prin măsurarea rezistenței interne. Cu cât este mai folosit, cu atât este mai mare rezistența internă. Dar cine o va măsura și ți-o va arăta?

    rezumat: Precautia este ca o inarmare. Bucuria unei achiziții ieftine cedează repede loc amărăciunii din dezamăgire. Bucurați-vă de cumpărături!

    Capcane atunci când cumpărați baterii LiFePO4
    Articolul discută capcanele, erorile și nuanțele la achiziționarea bateriilor LiFePO4 (litiu fier fosfat). Tabel de caracteristici. Care este cel mai bun mod de a evita greșelile la cumpărare?

    Astăzi există un număr mare de baterii cu diferite tipuri de chimie. Cele mai populare baterii astăzi sunt litiu-ion. Bateriile cu litiu fier fosfat (ferofosfat) aparțin și ele acestui grup. Dacă toate bateriile aparținând acestei categorii sunt, în general, similare între ele în ceea ce privește caracteristicile tehnice, atunci bateriile cu litiu fier fosfat au propriile caracteristici unice care le deosebesc de alte baterii fabricate folosind tehnologia litiu-ion.

    Istoria descoperirii bateriei cu litiu fosfat de fier

    Inventatorul bateriei LiFePO4 este John Goodenough, care a lucrat în 1996 la Universitatea din Texas pentru a crea un nou material catodic pentru bateriile litiu-ion. Profesorul a reușit să creeze un material care este mai ieftin, are mai puțină toxicitate și stabilitate termică ridicată. Printre dezavantajele bateriei, care folosea noul catod, a fost o capacitate mai mică.

    Nimeni nu a fost interesat de invenția lui John Goodenough, dar în 2003, compania A 123 Systems a decis să dezvolte această tehnologie, considerând-o destul de promițătoare. Multe corporații mari au devenit investitori în această tehnologie - Sequoia Capital, Qualcomm, Motorola.

    Caracteristicile bateriilor LiFePO4

    Tensiunea bateriei cu ferofosfat este aceeași cu cea a altor baterii legate de tehnologia litiu-ion. Tensiunea nominală depinde de dimensiunile bateriei (dimensiune, factor de formă). Pentru bateriile 18 650 aceasta este 3,7 volți, pentru 10 440 (baterii cu degetul mic) - 3,2, pentru 24 330 - 3,6.

    Pentru aproape toate bateriile, tensiunea scade treptat în timpul descărcării. Una dintre caracteristicile unice este stabilitatea tensiunii atunci când funcționează bateriile LiFePO4. Caracteristici de tensiune similare cu acestea au bateriile realizate folosind tehnologia nichel (nichel-cadmiu, nichel-hidrură metalică).

    În funcție de dimensiune, o baterie cu litiu și fosfat de fier este capabilă să furnizeze de la 3,0 până la 3,2 volți până la descărcarea completă. Această proprietate oferă acestor baterii mai multe avantaje atunci când sunt utilizate în circuite, deoarece practic elimină nevoia de reglare a tensiunii.

    Tensiunea de descărcare completă este de 2,0 volți, care este cea mai mică limită de descărcare înregistrată a oricărei baterii cu tehnologie litiu. Aceste baterii sunt lideri în ceea ce privește durata de viață, ceea ce este echivalent cu 2000 de cicluri de încărcare și descărcare. Datorită siguranței structurii lor chimice, bateriile LiFePO4 pot fi încărcate folosind o metodă specială accelerată delta V, atunci când bateriei este furnizat un curent mare.

    Multe baterii nu pot rezista încărcării folosind această metodă, ceea ce duce la încălzire excesivă și deteriorare. În cazul bateriilor cu litiu fosfat de fier, utilizarea acestei metode nu este doar posibilă, ci chiar recomandată. Prin urmare, există încărcătoare speciale special pentru încărcarea unor astfel de baterii. Desigur, astfel de încărcătoare nu pot fi folosite pe baterii cu alte substanțe chimice. În funcție de factorul de formă, bateriile cu litiu fosfat de fier de pe astfel de încărcătoare pot fi încărcate complet în 15-30 de minute.

    Evoluțiile recente în domeniul bateriilor LiFePO4 oferă utilizatorului baterii cu un interval de temperatură de funcționare îmbunătățit. În timp ce intervalul standard pentru bateriile litiu-ion este să funcționeze de la -20 la +20 grade Celsius, bateriile cu litiu și fier fosfat pot funcționa perfect în intervalul -30 până la +55. Încărcarea sau descărcarea bateriei la temperaturi peste sau sub cele descrise va deteriora grav bateria.

    Bateriile cu litiu fier fosfat sunt mult mai puțin susceptibile la efectele de îmbătrânire decât alte baterii litiu-ion. Îmbătrânirea este pierderea naturală a capacității în timp, indiferent dacă bateria este în uz sau așezată pe un raft. Prin comparație, toate bateriile litiu-ion își pierd aproximativ 10% din capacitate în fiecare an. Fosfatul de fier litiu pierde doar 1,5%.

    Unul dintre dezavantajele acestor baterii este capacitatea lor mai mică, care este cu 14% mai mică (sau cam asa ceva) decât cea a altor baterii litiu-ion.

    Siguranța bateriilor cu ferofosfat

    Acest tip de baterie este considerat unul dintre cele mai sigure dintre toate tipurile de baterii existente. LiFePO4 au o chimie foarte stabilă și sunt capabili să reziste la sarcini grele în timpul descărcării (în funcționare cu rezistență scăzută) și încărcării (la încărcarea bateriei cu curenți mari).

    Datorită faptului că fosfații sunt siguri din punct de vedere chimic, aceste baterii sunt mai ușor de reciclat după ce și-au epuizat durata de viață. Multe baterii care conțin substanțe chimice periculoase (cum ar fi litiu-cobaltul) trebuie să fie supuse unor procese suplimentare de reciclare pentru a reduce pericolul lor pentru mediu.

    Încărcarea bateriilor cu litiu fosfat de fier

    Unul dintre motivele interesului comercial al investitorilor în chimia ferofosfatului a fost posibilitatea de încărcare rapidă rezultată din stabilitatea acestuia. Imediat după ce a fost organizată producția pe linia de asamblare a bateriilor LiFePO4, acestea au fost poziționate ca baterii care puteau fi încărcate rapid.

    În acest scop, au început să fie produse încărcătoare speciale. După cum s-a scris deja mai sus, astfel de încărcătoare nu pot fi utilizate pe alte baterii, deoarece acest lucru le va cauza supraîncălzirea și deteriorarea gravă a acestora.

    Un dispozitiv special pentru aceste baterii le poate încărca în 12-15 minute. Bateriile cu ferofosfat pot fi încărcate și cu încărcătoare convenționale. Există, de asemenea, opțiuni de încărcare combinate cu ambele moduri de încărcare. Cea mai bună opțiune, desigur, ar fi să folosiți încărcătoare inteligente cu multe opțiuni care reglementează procesul de încărcare.

    Design baterie litiu fier fosfat

    Bateria cu litiu fier fosfat LiFePO4 nu are caracteristici speciale în structura sa internă în comparație cu omologii săi din tehnologia chimică. Un singur element a fost schimbat - catodul, din fosfat de fier. Materialul anodului este litiu (toate bateriile cu tehnologie litiu-ion au un anod cu litiu).

    Funcționarea oricărei baterii se bazează pe reversibilitatea unei reacții chimice. În caz contrar, procesele care au loc în interiorul bateriei se numesc procese de oxidare și reducere. Orice baterie constă din electrozi - un catod (minus) și un anod (plus). De asemenea, în interiorul oricărei baterii există un separator - un material poros impregnat cu un lichid special - electrolit.

    Când bateria se descarcă, ionii de litiu se deplasează prin separator de la catod la anod, eliberând încărcătura acumulată (oxidare). La încărcarea unei baterii, ionii de litiu se deplasează în direcția opusă de la anod la catod, acumulând încărcare (reducere).

    Tipuri de baterii cu litiu fosfat de fier

    Totul în această chimie poate fi împărțit în patru categorii:

    • Baterii pline.
    • Celule mari sub formă de paralelipipede.
    • Celule mici sub formă de paralelipipedi (prismatic - baterii LiFePO4 de 3,2 V).
    • Baterii mici (pachete).
    • Baterii cilindrice.

    Bateriile și celulele cu fosfat de fier litiu pot avea tensiuni nominale diferite de la 12 la 60 de volți. Sunt în multe privințe înaintea ciclurilor de lucru tradiționale, mult mai mari, greutatea este de câteva ori mai mică și sunt reîncărcate de câteva ori mai repede.

    Bateriile cilindrice care folosesc această chimie sunt utilizate atât separat, cât și într-un circuit. Dimensiunile acestor baterii cilindrice sunt foarte diferite: de la 14.500 (de tip deget) la 32.650.

    Baterii cu litiu fosfat de fier

    Bateriile cu ferofosfat pentru biciclete și biciclete electrice merită o atenție deosebită. Odată cu inventarea noului catod de fier-fosfat, împreună cu alte tipuri de baterii bazate pe această chimie, au apărut baterii speciale, care, datorită caracteristicilor îmbunătățite și greutății lor mai mici, pot fi folosite convenabil chiar și pe bicicletele obișnuite. Astfel de baterii au câștigat imediat popularitate în rândul fanilor de a-și moderniza bicicletele.

    Bateriile cu litiu fier fosfat sunt capabile să ofere câteva ore de ciclism fără griji, ceea ce le face concurenți demni ai motoarelor cu ardere internă, care au fost adesea instalate pe biciclete în trecut. În mod obișnuit, bateriile de 48v LiFePO4 sunt folosite în aceste scopuri, dar este posibil să achiziționați baterii de 25, 36 și 60 de volți.

    Aplicarea bateriilor ferofosfat

    Rolul bateriei în această chimie este clar fără comentarii. Prismaticele sunt folosite în diferite scopuri - baterii LiFePO4 de 3,2 V. Celulele mai mari sunt folosite ca celule pentru energia solară și turbinele eoliene. Bateriile cu ferofosfat sunt utilizate în mod activ în proiectarea vehiculelor electrice.

    Bateriile mici și descărcate sunt folosite pentru telefoane, laptopuri și tablete. Bateriile cilindrice cu diferiți factori de formă sunt folosite pentru țigări electronice, modele radiocontrolate etc.

    © 2023 bugulma-lada.ru -- Portal pentru proprietarii de mașini