Контакти:
То що ж це за літій-залізо-фосфатні батареї?
Батареї LiFePO4 є перезаряджуваними джерелами живлення, що використовують іони літію в багатоелементній конструкції. Технологія розроблена в 1997 році в Техасі (США) та ґрунтується на взаємодії графітового компонента й компонента літій-залізофосфату. Кожен елемент LiFePO4 може генерувати близько 3,3 вольта електроенергії, тому виробники об’єднують кілька елементів, щоб досягти необхідного рівня для забезпечення адекватної напруги та струму. Ці елементи поєднуються з платою яка регулює швидкості заряду, розряду та загальну безпеку.
* процес підготовки акумуляторних елементів для збірки високовольного акумулятора на 400 кВт
Як працюють літій-залізо-фосфатні батареї?
Кожна батарея має анод, електроліт, катод, сепаратор, а також позитивний і негативний струмознімач. Анод і катод відповідають за зберігання літію. Під час розряду атоми літію анода піддаються іонізації та відокремлюються від своїх електронів. Вони рухаються вздовж електроліту до катода, знову з’єднуючи свої електрони.
Цей рух створює струм, який пропускає його через пристрій до відповідного струмоприймача. Під час перезарядки процес відбувається у зворотному напрямку. Катод вивільняє іони, а анод їх приймає.
Чотири беззаперечних переваги літій-залізо-фосфатних батарей
Акумулятори LiFePO4 мають численні переваги перед своїми літій-іонними попередниками:
1. Підвищена безпека
Високий рівень безпеки є основною перевагою технології LiFePO4.
На відміну від традиційних літій-іонних акумуляторів, варіанти LiFePO4 менш сприйнятливі до перегріву — це основна причина широко відомих небезпечних випадків із літій-іонними акумуляторами. Вища термічна стабільність означає суттєво знижений ризику пожежі або навіть вибуху.
А що ж до свинцево-кислотних акумуляторів? На відміну від свинцево-кислотних акумуляторів, розчини LiFePO4 не виділяють жодних токсичних газів. То ж й тут безпека на стороні літій-залізо-фосфатних акумуляторів.
Ці особливості роблять LiFePO4 батареї найкращим вибором для виробництва електроенергії в більш закритих приміщеннях з обмеженою вентиляцією, включаючи й житлові приміщення.
2. Покращена глибина розряду
Глибина розряду — це ще одна область, у якій LiFePO4 батареї перевершують своїх конкурентів, включно із звичайними літій-іонними технологіями. Термін “глибина розряду” – це визначення відсотку, до якого ви можете розрядити батарею без порушення її цілісності. Перевищення рекомендованого рівня може призвести до постійного пошкодження акумулятора.
Більша глибина розряду означає, що ви можете використовувати більше енергії, що зберігається у вашому акумуляторі, що робить його життєздатним для більш тривалого використання до перезарядки. LiFePO4 забезпечують 100% глибину розряду. В той час коли свинцево-кислотні батареї зазвичай містять лише 50%, а традиційні літій-іонні батареї коливаються від 80% до 95%.
3. Знижений саморозряд
Батареї LiFePO4 продовжують витрачати енергію під час періодів зберігання, це явище називається саморозрядом. Однак вони роблять це зі значно меншою швидкістю, ніж свинцево-кислотні, нікель-кадмієві (NiCad) і звичайні літій-іонні батареї.
Свинцево-кислотні батареї саморозряджаються приблизно на 4% щотижня, а нікель-кадмієві джерела живлення – приблизно на 1-3% щодня. Літій-іонний акумулятор саморозряджається із середньою швидкістю близько 5% на місяць. У результаті всі три потребуватимуть частішої зарядки, навіть якщо вони не використовуються.
З акумуляторами LiFePO4 ви можете очікувати щомісячної швидкості саморозряду приблизно на 3% (0,1% на день). Цей факт дозволяє продовжити зберігання без необхідності підзарядки.
4. Висока щільність енергії
Акумуляторні LiFePO4 батареї мають високу щільність енергії, тобто електроенергію, яку вони забезпечують, і енергію, яку вони можуть зберігати, порівняно з їх масою. Це означає, що менша батарея з високою щільністю енергії забезпечує більше електроенергії та накопичення, ніж батарея такого ж розміру з меншою щільністю енергії. Хоча їх щільність енергії не така висока, як літій-іонні батареї, їх щільність енергії дуже висока і значно перевищує щільність свинцево-кислотних батарей.
Експерти вимірюють щільність енергії у ват-годинах на кілограм (Вт·год/кг), а батареї LiFePO4 варіюються від 90 до 165 Вт·год/кг. Цей діапазон робить їх ідеальними варіантами для таких сфер застосувань, як сонячна енергія та електромобілі.
Окрім вищезгаданих переваг, є ще додаткові, але не менш важливі:
- Діапазон температур: LiFePO4 можуть ефективно працювати в більш широкому діапазоні температур, ніж їх конкуренти. Часто від -20°C до 60°C, що робить їх ідеальними для використання в абсолютно різних умовах.
- Стабільність напруги: батареї LiFePO4 забезпечують стабільну напругу під час розряду, що корисно для девайсів, яким потрібна постійна вихідна потужність.
- Вплив на навколишнє середовище: LiFePO4 вважаються більш екологічними, оскільки не містять токсичних важких металів, таких як кобальт або нікель.
- Вартість: як правило, LiFePO4 батареї менш дорогі у виробництві порівняно з деякими іншими літій-іонними хімічними речовинами, хоча їх початкова вартість все ще може бути вищою за конкурентів. Але зважаючи на більшу довговічність та вищезгадані переваги, різниця в ціні цілком виправдана, а в довгостроковій перспективі - економічно вигідна.
Як довго служать літій-залізо-фосфатні батареї?
Виробники часто фіксують тривалість життя акумуляторів як кількість циклів зарядки, які вони підтримують. Цикл відбувається, коли акумулятор переходить від повністю зарядженого до повністю розрядженого до повного заряджання знову, хоча деякі виробники вважають будь-яке перезарядження циклом.
Цикл життя — це кількість разів, коли акумулятор можна заряджати та розряджати без втрати продуктивності. Довший життєвий цикл, зазвичай, означає подовження терміну служби, що призводить до зниження експлуатаційних витрат завдяки довшим інтервалам заміни. Кількість циклів, які ви в кінцевому підсумку отримаєте від батареї, залежить від таких факторів, як: частота заряджання, умови роботи, а також ємність і конструкція батареї тощо.
Традиційні літій-іонні батареї, як правило, мають термін служби від 300 до 500 циклів. Батареї LiFePO4, зазвичай, пропонують набагато довший термін служби, який, в середньому, становить 3000 циклів.
Як обслуговувати літій-залізо-фосфатну батарею?
Наступні поради можуть допомогти зберегти ваші акумулятори LiFePO4 здоровими та позитивно вплинуть на їх термін служби.
1. Виберіть прохолодне сухе місце для зберігання
Тривалий вплив тепла та вологи може вплинути на ємність, продуктивність і термін служби акумулятора. Зберігаючи батареї протягом тривалого часу, виберіть сухе прохолодне місце та намагайтесь щоб пряме сонячне світло якомога менше впливало на ваші батареї.
2. Використовуйте сумісні матеріали
Настійно рекомендується заряджати батарею та підтримувати її клеми в чистоті, але вибір сумісних матеріалів має важливе значення, щоб запобігти ненавмисному пошкодженню.
Використовуйте лише ті зарядні пристрої, які входять до комплекту батареї або вказано як допустиму альтернативну заміну. Під час чищення вибирайте м’яку щітку або чисту тканину та уникайте будь-яких абразивів або агресивних хімічних засобів для видалення.
3. Дотримуйтесь рекомендацій виробника
Інструкція з експлуатації вашого виробу є найкращим джерелом інформації про те, як правильно зберігати та заряджати акумулятор.
Загалом, ви повинні зберігати батареї окремо від девайсів, які вони живлять, якщо вони вам не потрібні протягом тривалого часу. Зверніть увагу, що багато виробників рекомендують заряджати або розряджати батарею приблизно до 50% ємності перед зберіганням.
Оскільки ці батареї продовжують саморозряджатися під час зберігання, найкраще перевіряти рівень їхнього заряду принаймні кожні 6 місяців і заряджати до 50%.