Lityum demir fosfat piller EEMB - kapasitenin yarısı yeterlidir. A123 LiFePO4 (Li-Fe) lityum fosfat piller Ferrofosfat pil güvenliği

Modern pazar çeşitli elektronik ekipmanlarla doludur. İşleyişleri için giderek daha gelişmiş güç kaynakları geliştirilmektedir. Bunlar arasında lityum demir fosfat piller özel bir yer işgal ediyor. Güvenlidirler, yüksek elektrik kapasitesine sahiptirler, pratik olarak toksin yaymazlar ve dayanıklıdırlar. Belki yakında bu piller "kardeş" cihazlarından çıkmaya zorlanacak.

Bakım

Lityum demir fosfat pil nedir

LiFePo4 piller yüksek performansa sahip, kaliteli ve güvenilir güç kaynaklarıdır. Yalnızca eski kurşun asitleri değil aynı zamanda modern Li-ion pilleri de aktif olarak değiştiriyorlar. Bugün bu piller yalnızca endüstriyel ekipmanlarda değil, aynı zamanda akıllı telefonlardan elektrikli bisikletlere kadar ev aletlerinde de bulunuyor.

LFP pilleri 2003 yılında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü tarafından geliştirildi. Değiştirilmiş bir kimyasal bileşime sahip gelişmiş Li-ion teknolojisine dayanmaktadırlar: anot için lityum kobaltat yerine lityum ferrofosfat kullanılır. Piller Motorola ve Qualcomm gibi firmalar sayesinde yaygınlaştı.

LiFePo4 piller nasıl üretilir?

LiFePo4 pillerin üretimi için ana bileşenler fabrikaya metalik parlaklığa sahip koyu gri bir toz halinde teslim edilir. Anot ve katot üretim şeması aynıdır, ancak bileşenlerin karıştırılmasının kabul edilemezliği nedeniyle tüm teknolojik işlemler farklı atölyelerde gerçekleştirilir. Tüm üretim birkaç aşamaya ayrılmıştır.

İlk adım. Elektrotların oluşturulması. Bunu yapmak için, bitmiş kimyasal bileşim her iki tarafta metal bir folyoyla (genellikle katot için alüminyum ve anot için bakır) kaplanır. Folyo, bir akım alıcısı ve iletken eleman olarak görev yapabilmesi için bir süspansiyonla ön işleme tabi tutulur. Bitmiş elemanlar ince şeritler halinde kesilir ve birkaç kez katlanarak kare hücreler oluşturulur.

İkinci adım. Pilin doğrudan montajı. Gözenekli malzemeden yapılmış ayırıcının her iki yanında hücre şeklindeki katot ve anotlar bulunur ve üzerine sıkıca sabitlenir. Ortaya çıkan blok, elektrolitle doldurulmuş ve kapatılmış plastik bir kaba yerleştirilir.

Son aşama. Pili şarj etmeyi / boşaltmayı kontrol edin. Şarj işlemi, elektrik akımının voltajında ​​kademeli bir artışa neden olur, böylece büyük miktarda ısının açığa çıkması nedeniyle bir patlama veya tutuşma meydana gelmez. Deşarj için pil güçlü bir tüketiciye bağlanır. Sapmalar ortaya çıkmadan, bitmiş ürünler müşteriye gönderilir.

Lityum demir fosfat pilin çalışma prensibi ve cihazı

LFP pilleri, her iki tarafta gözenekli bir ayırıcıya sıkıca bastırılan elektrotlardan oluşur. Cihazlara güç sağlamak için hem katot hem de anot akım toplayıcılara bağlanır. Tüm bileşenler elektrolitle doldurulmuş plastik bir kutuya yerleştirilmiştir. Kasanın üzerine, şarj sırasında akım beslemesini düzenleyen bir kontrol cihazı yerleştirilmiştir.

LiFePo4 pillerin çalışma prensibi lityum ferrofosfat ve karbonun etkileşimine dayanmaktadır. Reaksiyonun kendisi aşağıdaki formüle göre ilerler:

LiFePO 4 + 6C → Li 1-x FePO 4 + LiC 6

Pilin şarj taşıyıcısı pozitif yüklü lityum iyondur. Kimyasal bağların oluşmasıyla diğer malzemelerin kristal kafesine dahil edilme kabiliyetine sahiptir.

LiFePo4 pillerin özellikleri

Üreticiden bağımsız olarak tüm LFP hücreleri aynı teknik özelliklere sahiptir:

• tepe voltajı - 3,65 V;
• orta noktadaki voltaj - 3,3 V;
• tamamen boşalmış durumdaki voltaj - 2,0 V;
• nominal çalışma voltajı - 3,0-3,3 V;
• yük altında minimum voltaj - 2,8 V;
• dayanıklılık - 2 ila 7 bin şarj / deşarj döngüsü;
• 15-18 C sıcaklıkta kendi kendine şarj olur - yılda% 5'e kadar.

Sunulan teknik özellikler özellikle LiFePo4 hücrelerine atıfta bulunmaktadır. Kaç tanesinin bir pil ile birleştirildiğine bağlı olarak pillerin parametreleri de değişecektir.

Yerli üretimin kopyaları aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• kapasite - 2000 Ah'a kadar;
• voltaj - 12v, 24v, 36v ve 48v;
• çeşitli çalışma sıcaklıklarında - -30 ila +60 С o;
• şarj akımı ile - 4'ten 30A'ya kadar.

Tüm piller 15 yıl depolama sırasında kalitesini kaybetmez, sabit voltaja sahiptir ve düşük toksisite ile karakterize edilir.

LiFePo4 piller nelerdir

AA veya AAA sembolleriyle işaretlenmiş, bildiğimiz pillerin aksine, lityum demir fosfat hücreleri tamamen farklı bir form faktörü işaretine sahiptir - boyutları 5 basamaklı bir sayıyla şifrelenmiştir. Hepsi tabloda sunulmaktadır.

Önünüzde işaretlenmiş bir masa olmasa bile pilin boyutlarında kolayca gezinebilirsiniz. Kodun ilk iki hanesi çapı, geri kalanı ise güç kaynağının uzunluğunu (mm) gösterir. Bazı boyutların sonundaki 5 sayısı yarım milimetreye karşılık gelir.

Lityum demir fosfat pil: artıları ve eksileri

LFP piller, bu güç kaynaklarının tüm avantajlarını absorbe etmelerine ve aynı zamanda doğal dezavantajlarından kurtulmalarına olanak tanıyan Li-ion teknolojisine dayanmaktadır.

Ana avantajlar arasında:

1. Dayanıklılık - 7.000 döngüye kadar.
2. Enerjinin yenilenme süresini azaltan yüksek şarj akımı.
3. Şarj tamamen bitene kadar düşmeyen kararlı çalışma voltajı.
4. Yüksek tepe voltajı - 3,65 Volt.
5. Yüksek nominal kapasite.
6. Hafif - birkaç kilograma kadar.
7. Bertaraf sırasında düşük düzeyde çevre kirliliği.
8. Donmaya karşı dayanıklılık - -30 ila + 60 ° C arasındaki sıcaklıklarda çalışmak mümkündür.

Ancak pillerin dezavantajları da vardır. Birincisi maliyetin yüksek olması. 20 Ah'lık bir elemanın fiyatı 35 bin rubleye ulaşabilir. İkinci ve son dezavantaj, lityum iyon hücrelerin aksine, bir pil bankasını kendi ellerinizle monte etmenin zorluğudur. Bu güç kaynaklarının diğer belirgin dezavantajları henüz belirlenmemiştir.

Şarj cihazları ve LiFePo4'ün nasıl şarj edileceği

LiFePo4 pil şarj cihazları pratik olarak geleneksel invertörlerden farklı değildir. Özellikle, elemanları hızlı bir şekilde yeniden şarj etmek için kullanılan 30A'ya kadar büyük bir çıkış akımını kaydedebilirsiniz.

Hazır pil takımı satın alırken şarj etmede herhangi bir zorluk yaşanmamalıdır. Tasarımları, tüm hücreleri elektrikle tamamen boşalmaya ve aşırı doymaya karşı koruyan yerleşik bir elektronik kontrole sahiptir. Pahalı sistemler, enerjiyi cihazın tüm hücreleri arasında eşit olarak dağıtan bir dengeleme panosu kullanır.

Üçüncü taraf şarj cihazları kullanıyorsanız şarj ederken önerilen akımı aşmamanız önemlidir. Bu, pil ömrünü şarj başına birkaç kat azaltacaktır. Pil ısınırsa veya şişerse, akım gücü izin verilen değerleri aşıyor demektir.

LiFePo4 piller nerede kullanılır?

LFP pilleri sektör için büyük önem taşıyor. Meteoroloji istasyonlarında, hastanelerde cihazların performansını korumak için kullanılırlar. Ayrıca rüzgar santrallerine tampon olarak da tanıtılıyorlar ve güneş panellerinden enerji depolamak için kullanılıyorlar.

Modern otomobillerde alışılagelmiş kurşun-asit pillerin yerine 12v piller kullanılmaya başlandı. LiFePo4 tasarımları elektrikli bisikletlerde ve ATV'lerde, motorlu teknelerde ana güç kaynağı olarak kurulur.

Günlük yaşamda yaygın olarak değerleri. Telefonlara, tabletlere ve hatta tornavidalara yerleştirilmiştir. Bununla birlikte, bu tür cihazların fiyatı, daha az teknolojik emsallerinden önemli ölçüde farklıdır. Bu nedenle bunları piyasada bulmak hala zordur.

LiFePo4'ün depolanması, çalıştırılması ve imhasına ilişkin kurallar

LFP pilini uzun süreli depolamaya göndermeden önce %40-60'a kadar şarj etmek ve koruma süresi boyunca bu şarj seviyesini korumak gerekir. Pili sıcaklığın oda sıcaklığının altına düşmeyeceği kuru bir yerde saklayın.

Çalıştırma sırasında üreticinin talimatlarına uyulmalıdır. Pilin aşırı ısınmaması önemlidir. Pilin çalışma veya şarj sırasında dengesiz bir şekilde ısındığını fark ederseniz, onarım merkeziyle iletişime geçmelisiniz - belki de hücrelerden biri arızalıdır veya kontrol ünitesinde veya denge panosunda arızalar vardır. Aynı şey şişlik görünümünde de yapılmalıdır.

Ömrünü tamamlamış bir pilin uygun şekilde imha edilmesi için bu konuda uzman bir kuruluşa başvurun. Böylece sadece vicdanlı bir vatandaş olarak hareket etmekle kalmayacak, aynı zamanda bundan para da kazanabileceksiniz. Ancak pili çöp sahasına gönderirseniz kötü bir şey olmayacak.

Ayrıca ilginizi çekebilir

Tablet şeklindeki minyatür piller birçok cihazda kullanılmaktadır. Farklı üreticilerin ürünleri olabilir

Herhangi bir arabanın motorunu çalıştırmanın güvenilirliği büyük ölçüde kullanılan akünün kalitesine bağlıdır. O gerekir

Her araba için doğru aküyü seçmek önemlidir. Bu, servis ömrünü önemli ölçüde uzatacaktır

Endüstri lideri şarj-deşarj döngüleri, kurşun asitle karşılaştırıldığında aynı elektrik performansını elde etmek için yarı kapasite, yüksek akımda hızlı şarj ve kararlı deşarj voltajı, otomatik parametre kontrolü avantajlardır lityum demir fosfat piller. Şirket tarafından üretilen bu ürünlerin geniş bir yelpazesi EMB hücresel baz istasyonları ve otomatik meteoroloji istasyonlarının güç kaynağı sistemlerinde, güneş enerjisi sistemlerinde, acil durum güç sistemleri, endüstriyel elektrikli sürücüler ve elektrikli taşıma için güç kaynağı.

Son yıllarda mobil enerji kaynaklarının iyileştirilmesi konusu her zamankinden daha fazla önem taşıyor. 10-15 yıl önce bile bu kadar şiddetli değildi. Ancak en iyisi iyinin düşmanıdır ve şehir sakininin hareketliliğinin artmasıyla birlikte, yani. Masaüstünden dizüstü bilgisayara, basit bir cep telefonundan akıllı telefona geçişle birlikte mobil enerji kaynaklarına olan talep önemli ölçüde arttı.

Tüketici elektroniğinin minyatürleşmesiyle birlikte tüketici elektroniği tasarımcıları, kapasitelerini artırırken güç kaynaklarının boyutunu küçülterek genel eğilime ayak uydurmak zorundalar. Ancak sadece pillerin kapasitesinin değil aynı zamanda şarj olma hızlarının ve dayanıklılıklarının da değişmesi sorunu ortaya çıkıyor. Sonuçta, pil şarjı neredeyse anında geri yükleyecekse, cihazın yeniden şarj edilmeden kaç saat çalışabileceği artık o kadar kritik değil.

Pil kapasitesi ve defalarca şarj edilebilme özelliği aşağıdakiler için de önemlidir:

• bakım gerektirmeden uzun süreli çalışmaya odaklanan otonom cihazlar - meteoroloji istasyonları, hidropostlar, toprak istasyonları;
• alternatif enerji sistemleri – güneş ve rüzgar jeneratörleri;
• elektrikli ulaşım - hibrit arabalar, yükleyiciler, elektrikli arabalar.

Bu durumların hemen hemen hepsinde piller ideal olmaktan uzak koşullarda çalıştırılır: düşük sıcaklıklarda, optimumun altında veya eksik şarj döngülerinde ve yüksek derin deşarj olasılığında.

Modern piller arasında lityum özel bir yere sahiptir. Lityum çok büyük bir enerji depolama kaynağına sahiptir, bu nedenle lityum iyon pillerin güneş enerjisi santralleri ve diğer yenilenebilir enerji kaynakları için enerji depolama cihazları olarak kullanılması, kurşun asitli piller veya diğer pil türleriyle karşılaştırıldığında en karlı olanıdır. Lityum iyon bazlı piller arasında özel bir yer, lityum demir fosfat piller (LiFePO4) tarafından işgal edilmektedir.

LiFePO4 ilk kez 1996 yılında Teksas Üniversitesi'nden Profesör John Goodenough tarafından lityum iyon pil için katot olarak kullanıldı. Bu malzeme araştırmacının ilgisini çekti çünkü geleneksel LiCoO2 ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük bir maliyete sahip, daha az toksik ve termal olarak daha kararlı. Ancak dezavantajı kapasitesinin daha küçük olmasıdır. Ve sadece 2003 yılında şirket A123 Sistemi Profesör Jiang Ye-Ming'in rehberliğinde lityum demir fosfat pilleri (LiFePO4) araştırmaya başladı.

Lityum demir fosfat pillerin temel özellikleri

Lityum demir fosfat (LiFePO4) piller, katot olarak demir fosfat kullanan bir tür lityum iyon pildir. Abartmadan, güçlü pil teknolojisinin zirvesi olarak adlandırılabilirler. Bu tip piller bazı parametrelerde, özellikle de şarj-deşarj döngüsü sayısında diğerlerini geride bırakıyor.

Diğer lityum iyon pillerden farklı olarak LiFePO4 piller, nikel piller gibi çok kararlı bir deşarj voltajına sahiptir. Deşarj sırasındaki çıkış voltajı, akü tamamen şarj olana kadar 3,2 V'a yakın kalır. Bu, devrelerde voltaj regülasyonu ihtiyacını büyük ölçüde basitleştirebilir veya hatta ortadan kaldırabilir.

3,2 V'luk sabit çıkış voltajı nedeniyle, altı hücreli kurşun-asit pillerin nominal voltajına yaklaşan 12,8 V'luk bir nominal çıkış voltajı elde etmek için dört pil seri olarak bağlanabilir. Bu, lityum demir fosfat pillerin iyi güvenlik özellikleriyle birlikte, onları otomotiv ve güneş enerjisi gibi sektörlerde kurşun asit pillerin yerine iyi bir alternatif haline getiriyor.

• Tekrarlanan şarj/deşarj döngülerinde hiçbir hafıza etkisi yaşanmaz
• Lityum demir fosfat piller uzun bir hizmet ömrüne sahiptir (%80 deşarj derinliğinde 4600'den fazla döngü)
• Yüksek bir spesifik enerji yoğunluğuna sahiptirler: enerji yoğunluğu 110 Wh/kg'a ulaşır)
• Geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı (-20 ... 60 ° C) ile karakterize edilirler.
• Bu piller bakım gerektirmez
• Pilleri hızlı bir şekilde şarj etmek mümkündür: 15 dakikada - %50'ye kadar
• Lityum demir fosfat pillerin güvenilirliği ve güvenliği uluslararası sertifikalarla onaylanmıştır.
• Oldukça verimlidirler: Başlangıçta %93 %30…90
• 10 C'ye kadar izin verilen yüksek deşarj akımı (nominal akımın on katı)
• Bu piller çevre dostudur ve atıldığında insanlara ve çevreye tehlike oluşturmaz.
• Kurşun akülerden farklı olarak lityum demir fosfat aküler aynı kapasitede iki kat daha hafiftir

Kurşun asitli akülere göre dezavantajları:

• daha yüksek maliyet;
• özel bir şarj-deşarj kontrol devresine duyulan ihtiyaç.

Lityum demir fosfat piller (LiFePO4), enerji yoğunluğu açısından lityum polimer pillerden biraz daha düşüktür (Şekil 1). Ancak güçlü yönlerden biri, çok daha fazla deşarj / şarj döngüsüne (2000'den fazla) ve hızlı şarja dayanabilecek piller oluşturmanıza olanak tanıyan malzemenin stabilitesidir. Bu özellikleri nedeniyle bu piller elektrikli araçlarda optimum şekilde kullanılmaktadır.

Rusya pazarında lityum iyon bazlı pil tedarikçileri arasında özel bir yer şirket tarafından işgal ediliyor EMB. Elektrik ve tasarım parametreleri açısından birbirinden farklı olan birkaç grup lityum demir fosfat pil (Şekil 2) üretir:

• modüler akü sistemleri;
• telekomünikasyon cihazları için akümülatörler;
• "akıllı ev" için enerji kaynakları;
• elektrikli araçlar için çekiş aküleri.

a) modüler akü sistemleri	b) telekomünikasyon ekipmanı için piller	c) sistemler için piller acil durum güç kaynağı ve otonom güç kaynağı sistemleri	d) çekiş aküleri elektrikli ulaşım

Lityum demir fosfat piller boşaldıklarında hücre tamamen boşalana kadar çok kararlı bir çıkış voltajına sahiptir. Daha sonra voltaj keskin bir şekilde azalır.

Şekil 3, normal sıcaklık koşullarında çeşitli deşarj akımlarında (0,2 ... 2C) alınan bataryanın deşarj eğrilerini göstermektedir. Grafikten görülebileceği gibi, lityum demir fosfat pilin bir özelliği, kapasitenin deşarj akımının büyüklüğüne zayıf bir bağımlılığıdır. Düşük akımla (0,2C) boşaltırken ve artan akımla (2C) boşaltırken, pil kapasitesi pratikte değişmez ve 10 Ah'ye (belirtilen pilin nominal kapasitesi) eşit kalır.

Hücrenin 2,0 V'tan daha düşük bir seviyeye boşalmasına izin vermemek çok önemlidir, aksi takdirde nominal kapasitede keskin bir kayba yol açacak geri dönüşü olmayan süreçler meydana gelecektir. Bunun için deşarj kontrolörü kullanılır. EEMB, koruma devresi olan veya olmayan piller üretmektedir. Deşarj ve aşırı şarj voltajına karşı bir koruma devresinin varlığı, adın sonunda PCM kısaltmasıyla kodlanmıştır, örneğin, LP385590F-PCM.

"Şarj-deşarj" döngülerinin sayısının, deşarj akımının büyüklüğüne ve deşarjın derinliğine bağımlılığını düşünün. Şekil 4 deneysel verileri göstermektedir. Bunlardan, tam deşarj ile en az 2000 döngü sayısında (deşarj akımı 1C) akü kapasitesinde% 20'lik bir kaybın meydana geldiği görülmektedir. Deşarj derinliği her döngüde% 80 seviyesiyle sınırlıysa, bu tür yaklaşık 1500 döngü sırasında, pil kapasitesinde başlangıç ​​\u200b\u200bdeğerinden (deşarj akımı 0,5C) pratikte hiçbir azalma olmadı.

En yeni nesil EEMB lityum demir fosfat aküleri, mevcut kurşun asit akülerden farklı olarak sık sık değiştirme ve bakım gerektirmez. Kural olarak, bir lityum-demir fosfat pili, 2000'den fazla şarj-deşarj döngüsüne dayanabilen, kronik düşük şarj modlarına kesinlikle duyarsız olan modern bir pildir. Çoğu durumda yerleşik bir pil yönetim sistemine (Pil Yönetim Sistemi) sahiptir. Şarj, kademesiz olarak sabit voltaj ve sabit akımla gerçekleştirilir.

Tablo 1, EEMB tek hücreli lityum demir fosfat pillerin ana parametrelerini göstermektedir. Bu tip pillerin nominal kapasitesi 600 ... 36000 mAh aralığındadır (sırasıyla ağırlık - 15 ... 900 gram). Tek hücreli Li-FePO4 piller çoğunlukla kendi kendine çalışan cihazlarda kullanılır. Bu piller 10C'ye kadar yüksek akım deşarjına olanak sağlar. 1C akımla 2000 şarj-deşarj döngüsünden sonra kalan kapasite yaklaşık %80'dir.

Tablo 1. EEMB Tek Hücreli LiFePO4 Piller

Parametreleri Tablo 2'de verilen, kapasitesi artırılmış bireysel hücrelere sahip modüler sistemler kullanılarak, gerekli kapasiteye ve çıkış voltajına sahip bir akü paketinin montajı mümkündür.

Tablo 2. Li-FePO4 modüler sistemlerin ana parametreleri

Modüler sistemler aynı zamanda yüksek güç deşarjına izin veren ve birçok kontrol ve koruma fonksiyonuna sahip olan bir güç yönetim sistemi (BMS) ile donatılmıştır. Entegre izleme sistemine sahip modüller, tüm sistem ve ortam için yüksek düzeyde güvenlik sağlar. Önerilen uygulamalar:

• acil ve kesintisiz güç kaynağı sistemleri;
• baz istasyonları.

Telekomünikasyon güç sistemleri, pillerin küçük boyutlu, hafif, yüksek sayıda şarj döngüsüne sahip, yüksek spesifik kapasiteye sahip, geniş çalışma sıcaklığı aralığına sahip ve bakım kolaylığına sahip olmasını gerektirir. Lityum demir fosfat piller bu gereksinimleri oldukça iyi karşılamaktadır. Tablo 3 telekomünikasyon sistemleri için EEMB pillerinin ana parametrelerini göstermektedir.

Tablo 3. Telekomünikasyon güç sistemleri için piller

Bir terminoloji girişi örneği: 4P5S - dört paralel bağlı düzenek (her bir düzenek seri bağlı beş pilden oluşur), P - Paralel, paralel bağlantı, S - Seri, seri bağlantı.

Bu piller esas olarak aşağıdaki alanlarda kullanılır:

• DC güç sistemleri;
• kesintisiz güç kaynakları (UPS);
• yüksek gerilim DC güç sistemleri (240/336 V).

Kesintisiz güç kaynakları için şarj edilebilir pillerin özellikleri ve "akıllı ev" (UPS / UPS) sistemleri için özellikler Tablo 4'te, görünüm ise Şekil 3c'de gösterilmektedir.

Tablo 4. Akıllı Ev UPS Aküleri

EEMB Süper Enerji SLM Lityum Demir Fosfat piller, geleneksel kurşun-asit ve jel pillerin yerini tamamen alır. Bakım gerektirmezler, kurşun-asit akülere ve muadillerine göre %80 daha hafif ve beş kat daha dayanıklıdırlar.

Elektrikli araçlara yönelik çekiş aküleri, elektrikli araçlara takılmak üzere şarj edilebilir bir aküdür. Elektrikli araç akülerinin temel özellikleri, hafifliği, kompakt boyutu ve elektrikli aracın ağırlığını azaltan ve hızlı şarjı mümkün kılan yüksek enerji kapasitesidir.

EEMB, çeşitli kategorilerdeki elektrikli araçlar için bir dizi akü sunmaktadır (tablo 5, 6).

Golf arabalarında kullanılan lityum demir fosfat piller ve GOLF CART serisine ait benzer pillerin ana parametreleri Tablo 5'te gösterilmektedir. Bu piller hücrelerin paralel ve seri bağlanmasına olanak tanır, böylece pilin nominal kapasitesini ve voltajını kolayca değiştirebilirsiniz. .

Tablo 5. GOLF CART pillerinin parametreleri

Elektrikli bisikletler (E-bisiklet serisi) için Li-FePO4 pillerin parametreleri Tablo 6'da gösterilmektedir.

Tablo 6. E-bisiklet serisi pil parametreleri

Sipariş kapsamında müşterinin ihtiyacına göre diğer seçenekler de yapılabilir. Bu pil serileri, tek hücrelerin seri veya paralel seri halinde bağlandığı düzenekler halinde de mevcuttur. Bu serinin bir montaj elemanının genel boyutları 9,1x67,5x222 mm'dir.

Tablo 7, elektrikli scooterlar ve elektrikli aletler için lityum demir fosfat pillerin parametrelerini göstermektedir. E-scooter serisi piller küçük boyutludur, izin verilen yüksek deşarj akımına, uzun hizmet ömrüne, yüksek enerji yoğunluğuna, hafıza etkisine sahip değildir, bu da bu pilleri, elektrik motorlarına otonom olarak güç vermenin gerekli olduğu uygun güçteki cihazlarda popüler kılar.

Tablo 7. E-scooter serisi akü parametreleri

Tablo 8, E-motosiklet serisi elektrikli scooterlar için lityum demir fosfat pillerin parametrelerini göstermektedir. Bu serideki tüm akülerin nominal voltajı 48 V'tur. Minimum nominal kapasite 4 kg ağırlıkla 9 Ah'dir. Maksimum kapasite değeri 90 Ah ve 40 kg ağırlıktır. Bir elemanın boyutları 7,5x67x220 mm'dir.

Tablo 8. E-motosiklet serisi akü parametreleri

LiFePO4 pillerin karşılaştırmalı özellikleri

Sabit döngü modlarındaki küçük enerji tesislerinde, lityum demir fosfat piller, derin deşarj olasılığı ve çok sayıda şarj-deşarj döngüsü nedeniyle tesisin bakımında somut avantajlar sağlar.

Akü modülleri aşırı gerilime, düşük şarja ve yüksek akımlara karşı yerleşik korumaya sahiptir. Kurşun-asit akülerle çalışan invertörler ve şarj cihazları dahil tüm cihazlarla uyumludur. Başlangıçta lityum demir fosfat pillerin fiyatı oldukça yüksek görünüyor. Bununla birlikte, bisiklet modunda çalışmak için akü kapasitesini hesaplarken, LiFePO4 akülerin kullanılması durumunda, kurşun-asit akülerden (kurşun-asit akülerden) yaklaşık 2 ... 2,5 kat daha az kapasiteye sahip bir akünün yeterli olduğu ortaya çıkmaktadır. helyum). Bu, lityum-demir fosfat pillerin kurşun-asit pillerden daha yüksek akımlarla şarj edilmesine izin vermesi nedeniyle mümkündür (kurşun-asit piller için tipik olarak 1C'ye karşı 0,1 ... 0,2C). Sonuç olarak, örneğin aynı çıkış akımına ve gerekli şarj süresine sahip bir dizi güneş paneli, kurşun asitli lityum demir fosfat bataryasından daha az kapasiteli bir bataryaya yüklenebilir. Deşarj başına daha düşük kapasite, özellikle şarj-deşarj döngüleri için kaynak ortalama olarak çok daha büyük olduğundan, daha hızlı şarj döngüleriyle telafi edilecektir. Buna, yeniden şarj döngüleri sırasında kapasitede çok daha yavaş bir düşüş de eklenir.

Bir örnek düşünün. Daha önce bisiklet modunda kurşun-asit AGM / GEL 150 Ah akü kullanmış olsaydık, 60 Ah kapasiteli bir LiFePO4 akü performans kaybı olmadan değiştirmek için yeterli olacaktır.1 ila 2,5 arasında doğru bir hesaplama ile maliyet Bir LiFePO4 akünün yüzdesi, kurşun-asit akülerden yalnızca %25…35 daha fazladır. Aynı zamanda lityum-demir-fosfat piller, kurşun-asit pillere kıyasla ortalama olarak daha iyi performans özelliklerine sahip olacaktır.

Aynı deşarj akımlarında biriktirme ve ardından deşarj modunda, lityum demir fosfat piller 2,5 kat kapasite avantajı sağlayabilmektedir ve bunu örnekle göstermek kolaydır.

Kural olarak, akü kapasitesi, ana enerjinin olası yokluğuna ve yükün güç tüketimine göre seçilir.

Örneğin 2 kW'lık bir yükü 1 saat boyunca çalıştırmamız gerekiyorsa, buna göre en az 2 kWh'lik bir enerji rezervine ihtiyacımız var, bu sistemin döngüsel modda 6 aydan fazla normal şekilde çalışabilmesi gerekiyor. (gün içinde ücret, akşam - rütbe). Çıkış gerilimi 48 V olan bir akü veya akü seti için gerekli tasarım kapasitesi yaklaşık 42 Ah, deşarj akımı ise yaklaşık 1C (42 A) olacaktır. Ancak şunu da belirtelim ki örneğimizde deşarjın sabit bir akım olarak değil sabit bir güç olarak dikkate alınması gerekirken, akü boşaldığında deşarj akımının artacağını da belirtelim. Sabit güce (2 kW) sahip deşarj modunda, kurşun-asit akü (48 V / 40 Ah) 30 dakikadan fazla çalışmayabilir (derin deşarjla - 40,8 V'a kadar).

Yükün bir kurşun aküde bir saat boyunca güvenle çalışması için kapasitesi başlangıçta hesaplananın yaklaşık iki katı olacaktır - yaklaşık 85 Ah. Öte yandan, bir demir-fosfat aküsünün 1C veya daha yüksek bir akımla boşaltılması, kapasitesinde önemli bir düşüşe yol açar - nominal seviyede kalır (Şekil 3). Buradan iki tip pilin kapasitesinde iki kat fark elde edilebileceği görülebilir. Ayrıca bir kurşun-asit akü bisiklet modunda çalıştırıldığında kapasitesinin zaten 150 ... 102 Ah kurşun-asit akü kapasitesi ile daha önce belirlenen görevin koşullarının ilk 6 ay boyunca karşılanacağı, iki tip akü arasında yaklaşık 2,5 kat olduğu ortaya çıktı.

Lityum demir fosfat piller, güçlü bir şarj akımını kolaylıkla kabul eder. Dolayısıyla onları üç kat daha güçlü (kurşun-asit akülere göre) dizili güneş pilleri ile yükleyerek 2 ... 4 saat gibi kısa bir sürede şarj edebilirsiniz. Derin deşarj ve kronik yetersiz şarja karşı duyarsızlık göz önüne alındığında, bu piller, özellikle lityum demir fosfat pillerin %95'lik daha yüksek bir verime (kurşun-asit piller için %80'e karşılık) sahip olduğu gerçeği göz önüne alındığında, kışın vazgeçilmezdir ve bu, bulutlu ve yağmurlu havalarda bu pillerin daha hızlı şarj olacağı anlamına gelir (tablo 9).

Tablo 9. Lityum demir fosfat ve kurşun asit akülerin karşılaştırılması

Çözüm

Döngü modlarında, enerji ve çalışma parametrelerini elde etmek için kurşun asitli akülere göre yaklaşık iki kat daha az kapasite yeterli olduğundan lityum-demir-fosfat pillerin kullanılması daha faydalıdır. Düşük şarja karşı duyarsızlık, artan verimlilik ve yüksek akımlarla hızlandırılmış şarj da aynı derecede değerlidir.

Özellikle orta Rusya, kuzey bölgeler ve dağlık bölgeler için önemli olan kısa gündüz saatlerinde çalışan güneş enerjisi sistemlerinde lityum demir fosfat pillerin kullanılması tavsiye edilmektedir. Lityum demir fosfat pillerin uzun hizmet ömrü (çok sayıda "şarj-deşarj" döngüsü), örneğin otomatik hava durumu izleme istasyonları ve hücresel için acil durum güç sistemleri için geçerli olan bakım ve değiştirme maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir. iletişim baz istasyonları. Planlı akü değişimleri arasındaki sürenin uzatılması, bakım ekibi maaşlarında ve seyahat masraflarında (özellikle ekipman ulaşılması zor yerlere kuruluysa) tasarruf sağlar. Daha düşük bakım yükü, lityum demir fosfat pilinin nispeten yüksek maliyetini fazlasıyla karşılayacaktır.

Bu tip piller aynı zamanda telekomünikasyon teknolojisinde (temel telekomünikasyon ekipmanları ve mobil cihazlar), kesintisiz güç kaynaklarında, acil durum güç kaynağı sistemlerinde, elektrikli sürücüler ve elektrikli araçlar için güç kaynağı sistemlerinde de başarıyla kullanılabilir.

Akü üreticisi EEBM, sıkı bir ürün kalite kontrolüne sahiptir ve müşteri gereksinimlerine göre özel akü düzenekleri üretebilmektedir.

Edebiyat

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

Modern elektronik, enerji kaynaklarının gücü ve kapasitesi konusunda giderek daha fazla talepte bulunuyor. Nikel-kadmiyum ve nikel-metal hidrit piller teorik limitlerine yaklaşırken, lityum-iyon teknolojileri henüz yolun başında.

Li-Fe (lityum fosfat) piller yalnızca yüksek kapasiteleriyle değil aynı zamanda hızlı şarj olmalarıyla da öne çıkıyor. Sadece 15 dakikada pili tamamen şarj edebilirsiniz. Ayrıca bu tür piller, geleneksel modellere göre 10 kat daha fazla şarj-deşarj döngüsüne olanak tanıyor. Li-Fe pilin amacı elektrotlar arasındaki lityum iyon değişimini etkinleştirmektir. Nanopartiküllerin yardımıyla elektrotların değişim yüzeyini geliştirmek ve daha yoğun bir iyon akışı elde etmek mümkün oldu. Çok fazla ısınmayı ve elektrotların olası patlamasını önlemek için, geliştirmenin yazarları katotlarda lityum / kobalt oksit yerine lityum / demir fosfat kullandılar. Yeni malzemenin yetersiz elektrik iletkenliği, alüminyum, manganez veya titanyum nanopartiküllerinin eklenmesiyle telafi edilir.

Li-Fe pilleri şarj etmek için, bu tür şarj cihazlarının Li-Fe pillerle çalışabileceğini belirten işaretli özel bir şarj cihazı kullanılmalıdır, aksi takdirde pili tahrip edersiniz!

Avantajları

• Li-Po pil kabuklarının aksine güvenli, dayanıklı kasa
• Ultra hızlı şarj (7A akımda, 15 dakikada tam şarj !!!)
• Çok yüksek çıkış akımı 60A - çalışma modu; 132A - kısa süreli mod (10 saniyeye kadar)
• 3 yıl boyunca kendi kendine deşarj %3
• Çalışma özelliklerini kaybetmeden soğukta (-30 derece C'ye kadar) çalışın
• MTBF 1000 döngü (nikel pillerden üç kat daha fazla)

Kusurlar

• Özel bir şarj cihazı gerektirir (LiPo şarj cihazlarıyla uyumlu değildir)
• Li-Po'dan daha ağır
  

Biraz tarih

Li-ion piller, kapasite açısından NiMH muadillerinden iki kat, güç yoğunluğu açısından ise neredeyse üç kat daha büyüktür. Li-ion'un enerji yoğunluğu NiMH'nin enerji yoğunluğundan üç kat daha yüksektir. Li-ion, NiMH pillerin teorik olarak bile kaldıramayacağı kadar yüksek deşarj akımlarına dayanır. Ayrıca NiMH, yüksek darbe yükleriyle karakterize edilen, şarj edilmesi uzun zaman alan ve genellikle 500 döngüden fazla "canlı" olmayan güçlü taşınabilir aletler için pek kullanışlı değildir. NiMH'nin depolanması bir başka önemli sorundur. Bu piller ayda %20'ye kadar çok yüksek bir kendi kendine deşarj sorunu yaşarken, Li-ion için bu rakam yalnızca %2-5'tir. NiMH piller, NiCd pillerin de özelliği olan hafıza etkisine tabidir.

Ancak Li-ion pillerin de dezavantajları var. Çok pahalıdırlar ve çok derin bir şekilde boşaltıldığında veya yüksek yüklerde kendiliğinden tutuştuklarında geri dönülemez şekilde bozulma eğilimi nedeniyle karmaşık, çok seviyeli bir elektronik kontrol sistemi gerektirirler. Bunu ana elektrot malzemesi olan lityum kobaltata (LiCoO2) borçludurlar. Bilim insanları yıllardır kobaltın yerini alacak bir madde bulmak için çabalıyorlar. Çeşitli lityum bileşikleri (manganatlar, titanatlar, stanatlar, silikatlar ve diğerleri) geleceğin ana elektrot malzemesi konumuna adaydır. Ancak günümüzün mutlak favorisi, ilk kez 1996 yılında Teksas Üniversitesi'nden Profesör John Goodenough tarafından elde edilen lityum ferrofosfat Li-Fe'dir. Uzun süredir bu konu rafta toz topluyordu, çünkü Li-Fe, ucuzluğu dışında olağanüstü hiçbir şeyde farklılık göstermedi ve potansiyeli keşfedilmemiş kaldı. 2003 yılında A123 Sistemlerinin gelişiyle her şey değişti.

Li-Fe pillerin özellikleri

Tüm piller gibi Li-Fe'nin de birkaç temel elektriksel parametresi vardır:

Tam şarjlı hücre voltajı: Li-Fe yaklaşık 3,65V'dir.Bu teknolojinin özellikleri nedeniyle, bu elemanlar aşırı şarjdan pek korkmazlar (en azından lityum kobaltat Li-ion, Li-pol bazlı elementlerde olduğu gibi yangına ve patlamaya neden olmaz) ), ancak üreticiler hücrenin tüm ömrü boyunca 3,9V'un üzerinde ve yalnızca 4,2V'a kadar yalnızca birkaç şarjın şarj edilmesi önerilmez.

Tamamen boşalmış bir hücrenin voltajı: Burada üreticilerin önerileri biraz farklılık gösteriyor, bazıları hücrelerin 2,5V'a, bazıları ise 2,0V'a boşaltılmasını öneriyor. Ancak her durumda, her türlü pilin çalıştırılması uygulamasına göre, deşarj derinliği ne kadar küçük olursa, bu pilin o kadar fazla döngüye dayanabileceği ve son 0,5V deşarja düşen enerji miktarının o kadar fazla olduğu tespit edilmiştir ( Li-Fe için) kapasitesinin yalnızca yüzde birkaçıdır.

Orta nokta voltajı: farklı üreticilerin bu teknolojinin elemanları için 3,2V ila 3,3V arasında değişir (beyan edilir). Orta nokta voltajı, deşarj eğrisine göre hesaplanan ve pilin genel kapasitesini hesaplamak için tasarlanan voltajdır; bunun için Wh (watt saat) cinsinden ifade edilir, orta nokta voltajı akım kapasitesi ile çarpılır, yani. örneğin, 1,1Ah kapasiteli ve orta nokta gerilimi 3,3V olan bir hücreniz varsa, bu hücrenin toplam kapasitesi 3,3*1,1=3,65Wh olur. (Birçok kişi genellikle orta nokta voltajını tam şarjlı bir hücrenin voltajıyla karıştırır.)

Bu konuda pillerin performans özelliklerine, daha doğrusu 36V ve 48V Li-Fe pillerin orta nokta voltajına dikkat çekmek istiyorum. Bu nedenle, 36V ve 48V voltajı, çoğu kişiye daha aşina olan kurşun-asit aküye veya daha doğrusu seri bağlı 3 veya 4 adet 12V kurşun-asit akünün orta nokta voltajına göre koşullu olarak gösterilir. 36V Li-Fe aküde seri bağlı 12 hücre (eleman) bulunur; bu değer 3,2 * 12 = 38,4V (48V akü için 3,2 * 16 = 51,2V) olup kurşun-asit akülerin ortalama puanlarından biraz daha yüksektir, yani eşit kapasitelerde (Ah cinsinden) Li-Fe akü, kurşun-asit aküden daha büyük bir toplam kapasiteye sahiptir.

Şu anda Li-Fe elemanlarının üretiminin ana üretim üssü Çin'dir. Hem tanınmış firmaların fabrikaları (A123System, BMI) hem de bilinmeyen firmaların fabrikaları bulunmaktadır. Pek çok bitmiş pil satıcısı (onları perakende olarak satan), kendilerinin aynı zamanda hücrelerin üreticisi olduklarını iddia eder, ancak bunun aslında yanlış olduğu ortaya çıkar. Bunları yılda milyonlarca parça halinde üreten büyük eleman üreticileri, perakende müşterilerle çalışmakla ilgilenmiyor ve düzinelerce parçanın satışıyla ilgili soruları görmezden geliyor veya birkaç bin parçalık hacimlerde alım yapmayı teklif ediyor. Elemanların küçük partiler halinde yarı el emeği ile yapıldığı küçük işletmeler de vardır, ancak bu tür elemanların kalitesi son derece düşüktür, bunun nedeni yüksek kaliteli malzeme, ekipman eksikliği ve düşük teknolojik disiplindir. Bu tür elemanların kapasitansı ve iç direnci tek bir partide bile çok büyük farklılıklar gösterir. Ayrıca bitmiş pillerin montajı için piyasada büyük üreticiler tarafından üretilen elemanlar vardır, ancak belirli parametreler (kapasite, iç direnç, depolama sırasında voltaj düşüşü) nedeniyle reddedilmedikleri için pazara girmezler ve imha edilmelidir. Bu elemanlar, küçük el sanatları işletmelerinde pillerin montajının temelini oluşturur. Bu tür elemanlar ile büyük üreticiler tarafından üretilen standart kalitedeki elemanlar arasındaki temel fark, her öğe üzerinde işaret yok. İşaretleme, son testler sırasında fabrikada uygulanır ve imalatçının fabrikasının, tarihinin ve üretim değişikliğinin tanımlayıcısı olarak hizmet eder. Bu bilgi, büyük üreticiler için, çalışma sırasında elemanların kalitesini daha fazla izlemek ve iddia durumunda sorunun nedenini bulabilmek için gereklidir. Sizin de anladığınız gibi, zanaat koşullarında unsur üretenler için böyle bir operasyonun hiçbir anlamı yok.
En ünlü eleman üreticilerinin testlerini görmek için bu bağlantıları izleyin:

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

Bu arada, kontrollerin sonuçlarına göre ilginç olan şey, hemen hemen tüm üreticilerin kapasitenin mevcut olandan daha büyük olduğunu beyan etmesi (tek istisna A123 sistemi), Huanyu'nun ise genellikle beyan edilenden dörtte bir daha düşük olması.

beklenmedik keşif

A123 Systems alışılmadık bir şirkettir. Sıradan bir mühendisten başkana kadar tüm çalışanlar, sohbetlerinde bugünlerde pek duyulmayan bir cümleyi sık sık tekrarlıyor: “Yolun henüz başındayız. Sonuna kadar takip ederek dünyayı alt üst edeceğiz!” A123 Sistemlerinin tarihi, 2000 yılının sonunda Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) Profesör Yeet Ming Chang'ın laboratuvarında başladı. Uzun süredir Li-iyon teknolojisi üzerinde çalışan Chang, neredeyse tesadüfen şaşırtıcı bir olguyu keşfetti. Elektrot malzemelerinin koloidal çözeltisinin belirli bir etkisi ile pilin yapısı kendini yeniden üretmeye başladı! Çekme ve itme kuvvetleri birçok faktöre bağlıydı: parçacıkların boyutu, şekli ve sayısı, elektrolitin özellikleri, elektromanyetik alan ve sıcaklık. Chang, elektrot nanomateryallerinin fizikokimyasal özelliklerine ilişkin ayrıntılı çalışmalar yürüttü ve kendiliğinden kendi kendine organizasyon sürecini başlatmak için temel parametreleri belirledi. Ortaya çıkan piller, geleneksel lityum kobaltat pillerden üçte bir daha yüksek bir spesifik kapasiteye sahipti ve yüzlerce şarj-deşarj döngüsüne dayanıyordu. Elektrotların doğal bir şekilde oluşturulan mikro yapısı, toplam aktif yüzey alanının büyüklük sırasına göre arttırılmasını ve iyon değişiminin hızlandırılmasını mümkün kıldı ve bu da pilin kapasitesini ve performansını artırdı.

Chang yöntemine göre kendi kendine organizasyon şu şekildedir: gelecekteki pil durumunda kobalt oksit ve grafit nanopartiküllerinden oluşan bir karışım yerleştirilir, bir elektrolit eklenir ve gerekli dış koşullar yaratılır - sıcaklık, elektromanyetik alan ve basınç. Kobalt oksit parçacıkları birbirini çeker, ancak grafit parçacıkları itilir. Çekim ve itme kuvvetleri dengeye gelinceye kadar bu süreç devam eder. Sonuç olarak, fazlar arası-elektrolit tarafından tamamen ayrılmış bir anot-katot çifti oluşur. Nanopartiküllerin aynı boyutta olması nedeniyle Chang, laboratuvarda belirli kapasite ve performans parametrelerine sahip pil örnekleri oluşturmayı başardı. Bu olgunun daha fazla incelenmesi ve buna dayalı üretim teknolojisinin geliştirilmesi fantastik umutlar vaat etti. Chang'ın hesaplamalarına göre pillerin kapasitesi mevcut analoglara göre iki katına çıkarılabilir ve maliyet yarı yarıya azaltılabilir. Kendi kendini organize etme yöntemi, doğrudan mevcut tüketicilerin kendi içleri de dahil olmak üzere, kibrit kafasından daha küçük herhangi bir şekle sahip piller oluşturmayı mümkün kıldı.

Büyük işe adım atın

O zamanlar elektrokimya mühendisi Bart Riley, çok çeşitli yarı iletkenler üreten American Semiconductor'da çalışıyordu. Chang'la uzun süreli bir tanışıklığı ve ortak bilimsel ilgi alanları sayesinde bağlantısı vardı. Chang, Riley'ye beklenmedik keşfinden bahsettiğinde, kendi kendini organize etme olgusuna dayalı bir iş kurma fikri neredeyse anında doğdu. Ancak ne birinin ne de diğerinin şirketlerin nasıl kurulduğuna dair bir fikri yoktu. A123 Systems'in üçüncü kurucusu, iyi fikirleri büyük paraya dönüştürme becerisine sahip bir girişimci olan Rick Fulap'tı. Fulap, 26 yaşına geldiğinde sıfırdan beş şirket kurmayı ve büyük işletmelerin açık alanlarına açılmayı başardı. Bir gün MIT bilimsel dergisinde Fulap, Profesör Chang'ın lityum iyon teknolojisi üzerine bir makalesine rastladı. Okuduğu hiçbir şeyi anlamayan Rick, profesörün telefon numarasını çevirdi. Chang, karbon nanofiber işine girme teklifine yanıt olarak daha iyi bir fikri olduğunu söyledi ve Fulap sabaha kadar uyuyamadı.

Her şeyden önce ortaklar, pilin kendi kendini organize etme tekniğinin endüstriyel kullanımı için MIT'den bir lisans almayı ve Chang'ın laboratuvarında elde edilen katot malzemesinin (lityum demir fosfat) haklarını kullanmayı başardılar. Kendi kendine örgütlenme olgusuyla hiçbir ilgisi yoktu, ancak Fulap, Li-Fe haklarının zarar görmeyeceğine karar verdi. İyiyi israf etmeyin! Ayrıca Chang, Li-Fe araştırmalarına devam etmek için özel bir hibe aldı. Eylül 2001'de Rick Fulap, para toplamak için fon arayışı içinde risk sermayesi fonlarında dolaşıyordu. Yatırımcılar arasında rekabet yaratmayı başardı ve bu rekabeti, Li-ion pillere yönelik muhteşem pazar beklentileri hakkında giderek daha fazla basın raporuyla körükledi.

Zaten Aralık 2001'de şirketin hesapları ilk 8 milyon doları aldı.Proje üzerinde çalışmaya başladıktan dört ay sonra, Nisan 2002'de mobil elektronik pazarının liderleri Motorola ve Qualcomm, yeni teknolojideki büyük potansiyeli görerek işe girdiler. . Bart Riley, Fulap'ın bir konferansta Qualcomm'un başkan yardımcısı Paul Jacobs'un yanına nasıl atladığını gülümseyerek hatırlıyor. Bir dakika içinde Rick, Jacobs'u neredeyse ceketinin yakasından tutarak ona A123 teknolojisinin rakiplerine göre avantajlarını anlaşılır bir şekilde açıklamayı başardı ve birkaç saniye sonra soruyu açıkça sordu - bugün yatırım yapın, yarın olacak çok geç! Ve birkaç gün sonra Jacobs doğru kararı verdi. Kısa süre sonra A123'ün yatırımcıları arasında şunlar vardı: Parasıyla Google ve Yahoo, General Electric, Procter & Gamble ve diğer birçok büyük şirketin kurulduğu ünlü Sequoia Capital şirketi.

yedek paraşüt

2003 yılının başında çalışmalar durma noktasına gelmişti. Gelecek vaat eden teknolojinin yalnızca kısmen işe yaradığı ortaya çıktı - kendi kendini organize etme sürecinin istikrarsız olduğu ortaya çıktı. Parçacıkların boyutu ve özellikleri açısından tekdüze elektrot nanomateryalleri elde etme teknolojisinde ciddi zorluklar ortaya çıktı. Sonuç olarak, ürünün performansı olağanüstü ile değersiz arasında "dalgalandı". Elde edilen pillerin hizmet ömrü, elektrotların kristal kafesinin zayıflığından dolayı mevcut analoglardan önemli ölçüde düşüktü. Birkaç deşarj döngüsünde basitçe çöktü. Chang, ideal piller için endüstriyel teknolojinin yaratılmasının hâlâ çok uzakta olduğunu fark etti. Proje dikişlerden çatladı...

O zamana kadar lityum ferrofosfat üzerindeki çalışmalar beklenmedik sonuçlar vermişti. İlk başta demir fosfatın elektriksel özellikleri çok mütevazı görünüyordu. Li-Fe'nin LiCoO2'ye göre avantajları toksik olmaması, düşük maliyeti ve ısıya karşı daha az duyarlılığıydı. Geri kalanlarda ferrofosfat, kobaltattan önemli ölçüde daha düşüktü - enerji tüketimi açısından %20, üretkenlik ve iş döngüsü sayısı açısından %30. Bu, birincil Li-Fe katotlu bir pilin, kapasitenin büyük önem taşıdığı mobil elektronik cihazlar için uygun olmadığı anlamına geliyor. Ferrofosfat derin modifikasyon gerektiriyordu. Chang, elektrot yapısına niyobyum ve diğer metalleri ekleyerek ve tek tek Li-Fe parçacıklarının boyutunu yüz nanometreye indirerek deneyler yapmaya başladı. Ve malzeme tam anlamıyla değişti! Aktif yüzey alanının binlerce kat artması ve altın ve bakırın eklenmesiyle elektrik iletkenliğinin artması nedeniyle, nanoyapılı Li-Fe'den yapılmış katotlu piller, deşarj akımlarında geleneksel kobalt pilleri on kat aştı. Elektrotların kristal yapısı pratik olarak zamanla aşınmadı. Takviye betonu güçlendirdiği için metal ilaveleri onu güçlendirdi, böylece pil döngüsü sayısı on kattan fazla arttı - 7000'e kadar! Aslında böyle bir pil, çalıştırdığı cihazların birkaç nesline dayanma kapasitesine sahiptir. Ayrıca Li-Fe için üretim teknolojisinde yeni hiçbir şeyin yaratılması gerekmiyordu. Bu, Riley, Chang ve Fulap'ın ürettiği ürünün hemen seri üretime hazır olduğu anlamına geliyordu.

Riley, "Sınırlı finansmana sahip küçük bir şirketseniz genellikle tek bir şeye odaklanırsınız" diyor. – Ama cebimizde iki fikir olduğu ortaya çıktı! Yatırımcılar projenin orijinal teması üzerinde çalışmaya devam edilmesini ve nanofosfatın daha iyi zamanlara bırakılmasını talep etti. Ama biz kendi işimizi yaptık. Yeni yöne küçük bir mühendis ekibi gönderdik. Onlara belirli bir hedef verildi: Katot nanomalzemelerinin endüstriyel üretimi için bir teknoloji geliştirmek.” Daha sonra ortaya çıktığı gibi, bu inatçı karar tüm projeyi çökmekten kurtardı. Nanofosfat üzerindeki ilk bariz başarılardan sonra, kendi kendini organize etmeye yönelik daha fazla çalışma rafa kaldırıldı, ancak unutulmadı. Sonuçta tarih bir gün tam tersi şekilde tekerrür edebilir.

sanayi devi

Kelimenin tam anlamıyla bundan bir ay sonra A123, ünlü Black & Decker şirketi ile önemli bir sözleşme imzaladı. Black & Decker'in birkaç yıldır yeni nesil inşaat elektrikli el aletleri - mobil ve güçlü taşınabilir cihazlar - geliştirdiği ortaya çıktı. Ancak uygun bir akım kaynağının bulunmaması nedeniyle yeni öğelerin piyasaya sürülmesi gecikti. NiMH ve NiCd piller ağırlık, boyut ve performans açısından firmaya uygun değildi. Sıradan Li-ion piller yeterince kapasiteye sahipti, ancak yüksek yük akımı sağlayamıyorlardı ve hızlı bir şekilde boşaldıklarında o kadar ısınıyorlardı ki alev alabiliyorlardı. Ayrıca bunları şarj etmek için gereken süre çok uzundu ve taşınabilir bir aletin her zaman hazır olması gerekiyordu. A123 piller bu amaç için idealdi. Çok kompakt, güçlü ve kesinlikle güvenliydiler. %80 kapasiteye ulaşma süresi yalnızca 12 dakikaydı ve en yüksek yüklerde Li-Fe piller, ağ bağlantılı araçların gücünü aşan bir güç geliştirdi! Kısacası Black & Decker tam olarak aradığını buldu.

O zamana kadar, A123'ün yalnızca bir kuruş büyüklüğünde bir prototip pili vardı ve Black & Decker'ın milyonlarca gerçek pile ihtiyacı vardı. Fulap ve Riley kendi üretim tesislerini kurarak harika bir iş çıkardılar ve sözleşmeyi imzaladıktan bir yıl sonra Çin'de pazarlanabilir ürünlerin seri üretimine başladılar. Fulap'ın Black & Decker ile yaptığı anlaşmadaki enerjisi ve azmi, A123'ün mümkün olan en kısa sürede büyük endüstriyel klibe girmesini sağladı. Massachusetts merkezli şirket, altı yıldan kısa bir süre içinde saf bir fikirden, altı fabrika ve 900 çalışandan oluşan büyük bir araştırma ve üretim kompleksine dönüştü. Bugün, A123 Systems'in elektrokimya alanında 120 patenti ve patent başvurusu bulunmaktadır ve lityum iyon teknolojisi araştırma merkezi, Kuzey Amerika'nın en iyisi olarak kabul edilmektedir.

Ancak şirket burada bitmiyor. Geçtiğimiz bir buçuk yılda, orijinal nanofosfatın özellikleri radikal bir şekilde iyileştirildi ve yeni elektrolit türleri geliştirildi. Daha gelişmiş ve güvenilir elektronik şarj kontrol sistemleri oluşturuldu. Teknolojinin çeşitli alanlarında kullanılmak üzere çeşitli pil paketi tasarımları geliştirilmiştir. Ancak ileriye doğru atılan en önemli adım elbette gelecekteki Chevrolet Volt hibrit otomobil için bir bataryanın geliştirilmesidir.

Kutudan çıkan akü voltajı test edildi:

Sağlık testi:
XML-T6'da sahip olduğum el fenerlerinin pillerinin çalışmasını kontrol edeceğim.

Standart boyutlardaki pil, bir el fenerine mükemmel uyum sağlar:

XML-T6 tabanlı el fenerlerinde tasarım özelliği (artı tarafta çıkıntının olmaması) çalışmayı engellemedi:

bir yayın varlığı sayesinde:

Pil pozitif kontağa ulaşmıyor:

İnceliksiz değildi, ilk başta vidaları sökerek pil bölmesini sökmek istedim ama vidalar gevşemedi, kırıp yapıştırmak zorunda kaldım:

Peki LiFePo4 nedir?
Wikipedia makalesi, LiFePo4'ü mükemmel özelliklere sahip bir tür dahi olarak sunuyor: 7A'de 15 dakikalık şarj hızı, -30C'ye kadar donma direnci, 60A'ya kadar büyük geri tepme akımları, uzun ömürlü, dayanıklı. LiFe hakkında daha fazla ayrıntıyı, lityum polimer ile lityum fosfatları karşılaştıran rcdesign hakkındaki çevrilmiş makalede bulabilirsiniz.

LiFePo4'ü test etmeye geçelim:
LiFe modu desteğine sahip IMAX B6:

İlk Akü Testi - Deşarj
Pil “kutudan çıktığı gibi” yeniden şarj ediliyor, 0,5A akımla (yaklaşık olarak 0,5C'ye karşılık gelen) bir deşarj gerçekleştiriyoruz, sonuç olarak yaklaşık 1055mAh elde edildi.

3 üzerinden en yüksek değer, geri kalanını 1A'ya kadar akımlarla (akım 1A ve FastCharge 1A modu) boşalttım / şarj ettim.
LogView v2.7.5 kullanılarak elde edilen deşarj grafiği, ayarlar Habr'ın IMAX B6 hakkındaki makalesindeki ön ayardan alınmıştır:

İlk Pil Testi - Şarj Etme
FastCharge 1A yöntemini kullanarak IMAX B6'yı şarj edin:

İmzadaki testin açıklamasına bakın.

SONUÇLAR
Aşağıdaki sonuçları çıkardım
Artıları:
* Donmaya dayanıklı,
* Hızlı şarj 1s.
Eksileri:
* Küçük kapasite (1000mAh) ve buna göre çalışma süresi.
tuhaflık:
* Özel şarj gerektirir (IMAX B6'm var o yüzden eksi saymıyorum).
* UPD - LiFePo4 voltajları LiIon'dan önemli ölçüde düşüktür (3,2'ye karşı 3,6). Bazı ışıklar çok daha az parlaktır.

* UPD 2 (2013.03.09) - Düşük düşük voltaj kesmeli (2,7V) doğrudan tahrikli ışıklarla kullanılmalıdır.

Soldaki el feneri LiFePo4'te LiIon'a göre daha az parlıyor, sağdaki el feneri o kadar parlaklık kaybetmiyor.

2013.03.09 Güncellemesi Negatif sıcaklıklarda deşarj grafikleri:

Donmaya dayanıklı LiFePo4 18650 1000mAh batarya (doğrudan tahrikli fenerler için)
Birçoğu zaten 18650 pillerle "güçlü" el fenerleri satın aldı.Bu gibi durumlarda olağan LiIon pil düşük sıcaklıklarda çalışmaz ve eğer öyleyse, çok uzun süre çalışmaz.

“21. Yüzyılın Akümülatörü” projesinin kopya sayfasına hoş geldiniz. VistaBatarya”

Satılan piller ve VistaBattery müşteri kayıtları (sürücüdekiler)

Bu pilleri diğerlerinden ayıran özelliklerin kısa bir seçimi.
Ana avantajlar:
-İyi verimlilik (1V voltaj farkında %80 kapasite verir)
-1V'den daha düşük voltaj düşüşüne sahip yüksek geri tepme akımları, kurşun için, marş motorunun 9V'de kaydırılması norm olarak kabul edilir, 12V'nin hemen altında görmezsiniz
- Kendi kendine deşarjın zayıf olması (3 yılda %5 şarj kaybı)
-Hızlı şarj (pilin %0'dan %80'e yaklaşık 15-20 dakikada doldurulması jeneratöre ve pilin kapasitesine bağlıdır)
-Düşük ağırlık (örneğin, aynı geri tepme akımıyla 1,8 kg'a karşılık 15 kg)
-2000 tam şarj-deşarj döngüsü (sıfıra ve tekrar tama deşarj, vb. kapasite kaybı olmadan 2000 kez!)
- Donma direnci. -25C'ye kadar sıcaklık koşullarında çalışın

Ancak dezavantajları da var:
-Maliyet (Amerika ve tepeden satın alınan unsurlar)
-Kurşun-asit ile birlikte çalışılamaması (yukarıda yazdığım gibi 12.3 kurşun - 13.5 ferroforsatın voltaj farkından dolayı)
- Su altında çalışmanın imkansızlığına (bileşiğin içine dökülerek karar verilir) plastik sızdırmaz kasalara geçilerek karar verildi

Özellikler:
Drift, ralli, ring, günlük operasyon:
4,4 Ah - 190*170*60mm, 1,2kg, 260A nominal, 475A tepe
8 Ah - 190*170*60mm, 1,5kg, 260A nominal, 510A tepe
20 Ah - 280*230*100mm, 3kg, 300A nominal, 500A tepe
Kupa, araç ses sistemi, keşif gezileri:
40 Ah - 280*230*100mm, 5kg, 600A nominal, tepe 1000A
80 Ah - 280*230*160mm, 10kg, 1000A nominal, 5000A tepe

Mevcut bir projede en konforlu kurulum için konteyner, kasa ve sonuçlarda her türlü değişiklik mümkündür.

Kupada operasyon:
Uygulamanın gösterdiği gibi - Dzhimnik gibi hafif bir SUV'da - 20A / h harika hissettiriyor. Aşırı ve daha ağır kategoriler için yine de 40A / h'yi öneririm, orada kesinlikle istediğiniz kadar kendinizi ve kuğularınızı durdurmak zorunda kalmayacaksınız. Hisse performansı çok iyi. 20Ah = 55Ah optimum
80Ah= 300Ah'ın üzerinde kurşun

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

Garanti ve ömür boyu:
- Garantim sorgusuz sualsiz bir yıldır
-5 yıllık teknik destek (test elemanları, durumlarının izlenmesi, bakım)
- 10 yıllık hizmet ömrü. Seri üretime başladıkları 2006 yılından bu yana hiç kimse yaşlılıktan ölmedi.

Ürünün tamamı verilmektedir. Üretim müşteri ile kararlaştırılır (kullanımın niteliği, güçlendirilmiş lastikler, teller, terminaller, hava basıncı bağlantılarının girişi ve diğer gereksinimler şeklindeki gereksinimler). Tüm piller darbeye dayanıklı, mühürlü, KONTROLLÜ IP67 sınıfı muhafazalarda sağlanır

Tek müşteri – tek çözüm. Bu seri üretim değil, bireysel bir yaklaşımdır.
#VistaPil

Vladekin › Blog › LiFePo4 piller
DRIVE2'deki Vladekin kullanıcı blogu. "21. Yüzyılın Akümülatörü" projesinin kopya sayfasına hoş geldiniz. VistaBattery", Böylece testlerin ana döngüsü tamamlandı. Bu teknoloji kullanılarak üretilen piller farklı koşullar ve durumlarda test edilmiştir. Kısa bir test seçimi: -Yegor2'nin en küçük pilinin testi -Laboratuvar pil testi ...

Sözde montaj ve teşhis için bize sık sık pil getirmeye başladılar. LiFePO4çok ucuza satın aldı. Bu gibi durumlardan sonra pek çok kişi bu tür tuzaklara karşı önlem almak adına bu konuda bir yazı yazmamızı istedi. Serinin motor tekerleklerini çalıştırmanıza izin vermeyen bir akü satın almanız utanç verici olabilir. Sihirli Pasta (1500W) tam güçte.

Bu yazıda pilleri karşılaştırıyoruz Altın Motor'dan LiFePo4-48V-10Ahİle düşük kaliteli piller(bazen bu ad altında her zamanki gibi gizlenirler Li-iyon).

Parametre

LiFePo4-48V-10Ah

kalite

LiFePo4-48V-10Ah

Düşük kalite

(veya sahte)

Boyutlar

36,0X15X8,4 cm

36,0X14X7,4 cm

Her iki tarafta da 1 cm daha az ve alıcı açısından bir artı gibi görünüyor - daha az yer kaplıyor.

Fizik açısından: aynı performans özelliklerine sahip hacim% 17 daha azdır; farklı bir malzemeden yapılmıştır.

1 kg daha hafif ve alıcı açısından bir artı gibi görünüyor çünkü daha az ağırlığa sahiptir.

Sürekli deşarj akımı, A

20A 1000W'tır, 25A-1200 W - düşük performans

Deşarj gücü (sabit)

750, 1000, 1200W

Abartısız güç değerleri

Maksimum deşarj akımı, A

Düşük tepe akımları

Maksimum Deşarj Gücü

750, 1500, 1700W

Düşük tepe gücü

Şarj voltajı

Şarj cihazında farklı voltaj.

54 volt Li-ion / Li-Po'dur- dikkat olmak!

Şarj akımı

Yüksek iç dirence sahip hücreleri öldürmemek için yavaş şarj edin.

şarj/deşarj döngüleri

Hücrelerin ömrü daha kısa

Bu tür pillerin satıcılarını düşünün. Yukarıdaki tabloda zaten gösterildiği gibi, kendiniz zaten bir sonuç çıkarabilirsiniz - bunlar tam olarak ihtiyacınız olan özellikler mi?

Bu tür satıcıların konumlarına ilişkin olarak: genellikle kalıcı bir konumları yoktur:

1) “Siparişinizi ancak önceden anlaşarak adresten teslim alabilirsiniz. ". Orada çalıştıklarından ve sizinle buluşmak için oraya gelmeyeceklerinden emin misiniz?

2) “Adres: Rusya, Moskova”. Bu ifadeyle Kızıl Meydan'da bile her yerde buluşabilirsiniz. Genellikle metro yakınında, arabada buluşursunuz. Arabada otururken, pili (kimlik etiketi olmadan) elinizde tutarak, henüz onları aramak istemediğinizi düşünüyorsunuz, sonra bir yere gidiyorsunuz ve yine de şansa güvenerek satın almayı kabul ediyorsunuz. Bir şeyler ters giderse onları kesinlikle bulacağınızdan emin misiniz? Ve eğer hala makbuzunuz yoksa, satın alma işlemini nasıl kanıtlayacaksınız?

Dürüst olmayan satıcılar nasıl belirlenir:

1. Yandex'de inceleme arayın: “Site_adı incelemeleri” ve “Name_tüzel kişi incelemeleri”.
2. İncelemeleri Google'da arayın: "Site_adı incelemeleri" ve "Yasal_varlık_adı incelemeleri".
3. Endüstri forumlarının incelemelerini arayın (elektrikli ulaşım, bisiklet mağazaları).
4. Etki alanını kontrol edin - kaydedildiğinde.

Çoğu zaman, bu tür satıcılar garanti hakkında yazmazlar (aslında başlangıçta size hiçbir şey vaat etmezler). Veya 2 haftalık garanti - Li-ion kaysa bile, izin verilen akımların üzerinde çalışsanız bile bu süre zarfında bozulmaya zamanları olmayacaktır. Ayrıca 1 yıl (eğer bulursanız) garanti de yazabilirler. Bazı satıcılar ne sattıklarını bile bilmiyorlar! Garanti kartı isteyin!

Ayrıca pilin monte edildiği LiFePO4 hücrelerinin neler olduğunu okuyun. Çoğu zaman 10Ah, 12Ah için prizmatik elemanlar vardır. LiFePO4- 13Ah yok! Eğer böyle bir kapasite yazıyorlarsa, o zaman bu kesinlikle değil LiFePO4 ve sana ucuza kaçmaya çalışıyorlar Li-iyon. Pilin dikdörtgen olmayan, tuhaf bir şekli varsa, üreticilerin dikdörtgen elemanları içine nasıl sıkıca sıkıştırabileceğini düşünün?

Bize zaten böyle geldiler - aşağıda karşılaştırma için bir fotoğraf var (alıcı sahip olduğundan emindi) LiFePO4, ancak pilin üzerinde HIT'in kimyasına ilişkin hiçbir etiket yoktur, yalnızca nominal voltaj ve kapasite vardır):

Ve bazı insanlar bunu biliyor kaymış Li-iyon bu gibi durumlardan sonra (sürüş sırasında kendiliğinden yanma - yanan silindirik elemanlar görülebilir):

Ayrıca Çin'de kullanılmış pil alıcıları var, bunları ayırıyorlar, iyi olanları iyi fiyata, orta olanları daha ucuz ve ölü hücreleri hurdaya ayırıyorlar. Diğer alıcılar onları satın alıp garajda pil topluyor ve sakince Aliexpress'de satıyorlar (bu bizim Yandex Market'imizin bir analogu, düzenli bir toplayıcı), orada kimse kalitesini kontrol etmiyor, asıl mesele yıllık bir ücret ödemek. atama. Bazen geliyorsunuz (sandığınız gibi büyük bir fabrikaya) ve sadece bir çağrı merkezi var, fabrikaya gitmek istiyorsunuz, 7-10 gün geçiş yapmanız gerektiğini söylüyorlar (bunu yapamayacağınızı biliyorlar) bunun için çok beklemeyin).

Bu hücreyi ancak iç direnci ölçerseniz tanımlamak mümkündür. Ne kadar çok kullanılırsa iç direnç o kadar yüksek olur. Peki bunu kim ölçecek ve size gösterecek?

Özet: Önceden uyarılmış, önceden silahlandırılmıştır. Ucuz bir satın almanın sevincinin yerini hızla hayal kırıklığının acısı alır. Alışverişin tadını çıkarın!

LiFePO4 pil satın alırken karşılaşılan tuzaklar
Makale, LiFePO4 (lityum demir fosfat) pilleri satın alırken karşılaşılan tuzakları, hataları ve nüansları tartışıyor. Özellikler tablosu. Satın alırken hata yapmamak için ne yapmalı?

Bugüne kadar farklı kimya türlerine sahip çok sayıda pil bulunmaktadır. Günümüzde en popüler piller lityum iyondur. Bu grup aynı zamanda lityum-demir-fosfat (ferrofosfat) pilleri de içerir. Bu kategoriye ait tüm piller genel olarak teknik özellikler açısından birbirine benziyorsa, lityum-demir-fosfat piller, onları lityum iyon teknolojisi kullanılarak üretilen diğer pillerden ayıran kendine özgü özelliklere sahiptir.

Lityum-demir-fosfat pilinin keşfinin tarihi

LiFePO4 pilinin mucidi, 1996 yılında Teksas Üniversitesi'nde lityum iyon piller için yeni bir katot malzemesi üzerinde çalışan John Goodenough'dur. Profesör daha ucuz, daha az toksisiteye sahip ve yüksek termal stabiliteye sahip bir malzeme yaratmayı başardı. Yeni katot kullanılan pilin eksiklikleri arasında kapasitesinin daha küçük olması da vardı.

Hiç kimse John Goodenough'un icadıyla ilgilenmedi, ancak 2003 yılında A 123 Systems oldukça umut verici olduğunu düşünerek bu teknolojiyi geliştirmeye karar verdi. Birçok büyük şirket - Sequoia Capital, Qualcomm, Motorola - bu teknolojinin yatırımcısı haline geldi.

LiFePO4 pillerin özellikleri

Ferrofosfat akü voltajı diğer lityum iyon teknolojili akülerle aynıdır. Nominal voltaj pilin boyutlarına (boyut, form faktörü) bağlıdır. 18.650 pil için bu 3,7 volt, 10.440 (küçük parmak) için - 3,2, 24.330 - 3,6'dır.

Hemen hemen tüm akülerde deşarj işlemi sırasında voltaj yavaş yavaş düşer. Benzersiz özelliklerden biri, LiFePO4 pillerle çalışırken voltaj kararlılığıdır. Bunlara benzer voltaj özellikleri, nikel teknolojisi (nikel-kadmiyum, nikel-metal hidrit) kullanılarak yapılmış pillere sahiptir.

Lityum demir fosfat pil, boyutuna bağlı olarak tamamen boşalana kadar 3,0 ila 3,2 volt arasında güç sağlama kapasitesine sahiptir. Bu özellik, devrelerde kullanıldığında bu pillere daha fazla avantaj sağlar çünkü voltaj regülasyonu ihtiyacını pratik olarak ortadan kaldırır.

Tam deşarj sırasındaki voltaj 2,0 volttur ve bu, herhangi bir lityum teknolojili pilin kaydedilen en düşük deşarj sınırıdır. Bu piller aynı zamanda şarj ve deşarj için 2000 döngüye eşit olan hizmet ömrü açısından da liderdir. LiFePO4 piller kimyasal yapılarının güvenliği nedeniyle pile büyük bir akım uygulandığında özel hızlandırılmış delta V yöntemi kullanılarak şarj edilebilmektedir.

Çoğu pil bu yöntemle şarj edilmeye dayanamaz, bu da aşırı ısınmalarına ve bozulmalarına neden olur. Lityum-demir-fosfat piller söz konusu olduğunda bu yöntemin kullanılması yalnızca mümkün olmakla kalmaz, hatta tavsiye edilir. Bu nedenle özellikle bu tür pilleri şarj etmek için özel şarj cihazları bulunmaktadır. Elbette bu tür şarj cihazları başka kimyaya sahip pillerde kullanılamaz. Bu şarj cihazlarındaki lityum demir fosfat piller, form faktörüne bağlı olarak 15-30 dakikada tamamen şarj edilebilmektedir.

LiFePO4 piller alanındaki son gelişmeler, kullanıcıya gelişmiş çalışma sıcaklığı aralığına sahip piller sunuyor. Lityum iyon pillerin standart çalışma aralığı -20 ila +20 santigrat derece ise, lityum demir fosfat piller -30 ila +55 santigrat derece aralığında mükemmel çalışabilir. Pili, açıklananların üzerindeki veya altındaki sıcaklıklarda şarj etmek veya boşaltmak, pile ciddi şekilde zarar verecektir.

Lityum demir fosfat piller, diğer lityum iyon pillere göre yaşlanmadan çok daha az etkilenir. Eskime, pilin kullanımda olmasına veya rafta durmasına bakılmaksızın zamanla doğal kapasite kaybıdır. Karşılaştırıldığında, tüm lityum iyon piller her yıl yaklaşık %10 kapasite kaybeder. Lityum demir fosfat yalnızca %1,5 kaybeder.

Bu pillerin eksileri arasında, diğer lityum iyon pillerden% 14 daha az (veya daha fazla) olan daha düşük kapasiteyi vurgulamakta fayda var.

Ferrofosfat pillerin güvenliği

Bu tip pil, mevcut tüm pil türleri arasında en güvenli olanlardan biri olarak kabul edilir. LiFePO4 çok kararlı bir kimyaya sahiptir ve deşarj (düşük dirençli çalışmada) ve şarj (bataryayı yüksek akımlarla şarj ederken) sırasında yüksek yüklere iyi dayanabilir.

Fosfatların kimyasal olarak güvenli olması nedeniyle bu pillerin kaynakları bittikten sonra imha edilmesi daha kolaydır. Tehlikeli kimyaya sahip birçok pilin (Lityum-Kobalt gibi) çevresel tehlikelerini ortadan kaldırmak için ek geri dönüşüm süreçlerinden geçmesi gerekir.

Lityum demir fosfat pillerin şarj edilmesi

Yatırımcıların ferrofosfat kimyasına ticari ilgisinin nedenlerinden biri, kararlılığından kaynaklanan hızlı şarj etme yeteneğiydi. LiFePO4 pillerin konveyörden serbest bırakılmasının organizasyonunun hemen ardından hızlı şarj edilebilecek piller olarak konumlandırıldılar.

Bu amaçla özel şarj cihazları üretilmeye başlandı. Yukarıda da belirttiğimiz gibi bu tür şarj cihazları diğer pillerde kullanılamaz çünkü bu onların aşırı ısınmasına ve büyük zarar görmesine neden olur.

Bu pillere özel olarak 12-15 dakikada şarj olabiliyor. Ferrofosfat piller geleneksel şarj cihazlarıyla da şarj edilebilir. Her iki şarj moduna sahip kombine şarj cihazı seçenekleri de mevcuttur. En iyi seçenek elbette şarj sürecini düzenleyen birçok seçeneğe sahip akıllı şarj cihazlarını kullanmak olacaktır.

Lityum demir fosfat pil cihazı

Lityum-demir-fosfat LiFePO4 pilin iç yapısında kimyasal teknolojideki benzerlerine göre hiçbir özel özelliği bulunmuyor. Yalnızca tek bir element değişime uğradı; demir fosfattan yapılmış katot. Anot malzemesi lityumdur (lityum iyon teknolojisine dayalı tüm pillerde lityum anot bulunur).

Herhangi bir pilin çalışması, kimyasal reaksiyonun tersine çevrilebilirliğine dayanır. Aksi takdirde pilin içerisinde meydana gelen işlemlere oksidasyon ve redüksiyon işlemleri adı verilir. Herhangi bir pil elektrotlardan oluşur - bir katot (eksi) ve bir anot (artı). Ayrıca herhangi bir pilin içinde bir ayırıcı - özel bir sıvı ile emprenye edilmiş gözenekli bir malzeme - bir elektrolit bulunur.

Pil boşaldığında, lityum iyonları ayırıcı boyunca katottan anoda doğru hareket ederek birikmiş şarjı (oksidasyon) açığa çıkarır. Bir pil şarj olurken, lityum iyonları anottan katoda ters yönde hareket ederek şarj biriktirir (geri kazanım).

Lityum demir fosfat pil çeşitleri

Bu kimyadaki her şey dört kategoriye ayrılabilir:

• Pilleri tamamlayın.
• Paralel boru şeklinde büyük hücreler.
• Paralel boru şeklindeki küçük hücreler (prizmalar - 3,2 V'ta LiFePO4 piller).
• Küçük düz piller (paketler).
• Silindirik akümülatörler.

Lityum demir fosfat piller ve hücreler, 12 ila 60 volt arasında farklı nominal voltajlara sahip olabilir. Birçok yönden geleneksel çalışma döngüsünün ilerisindedirler, çok daha yüksek ağırlıktadırlar, birkaç kat daha hızlı şarj edilirler.

Bu kimyadaki silindirik akümülatörler hem ayrı ayrı hem de zincir halinde kullanılır. Bu silindirik pillerin boyutları çok farklıdır: 14.500'den (parmak tipi) 32.650'ye kadar.

Lityum demir fosfat piller

Bisikletler ve elektrikli bisikletler için ferrofosfat piller özel ilgiyi hak ediyor. Yeni bir demir-fosfat katotunun icadıyla birlikte, bu kimyaya dayanan diğer pil türleriyle birlikte, gelişmiş özellikleri ve daha hafif olmaları nedeniyle sıradan bisikletlerde bile rahatlıkla kullanılabilen özel piller ortaya çıktı. Bu tür piller, bisikletlerini yükseltme hayranları arasında hemen popülerlik kazandı.

Lityum-demir-fosfat piller, geçmişte sıklıkla bisikletlere takılan içten yanmalı motorlar için değerli bir rekabet olan, birkaç saat boyunca sorunsuz bisiklet sürmeyi sağlayabilmektedir. Tipik olarak bu amaçlar için 48v LiFePO4 piller kullanılır, ancak 25, 36 ve 60 voltluk piller satın almak da mümkündür.

Ferrofosfat pillerin kullanımı

Pillerin bu kimyadaki rolü yoruma gerek kalmadan açıktır. Farklı amaçlar için prizmatikler kullanılır - LiFePO4 3,2 v piller. Daha büyük hücreler güneş enerjisi ve rüzgar türbinleri için eleman olarak kullanılır. Ferrofosfat piller elektrikli araçların tasarımında aktif olarak kullanılmaktadır.

Küçük düz piller telefonlar, dizüstü bilgisayarlar ve tablet PC'ler için kullanılır. Elektronik sigaralar, radyo kontrollü modeller vb. için çeşitli form faktörlerindeki silindirik piller kullanılır.