Batterie au lithium de phosphate de fer: les caractéristiques, l'application

L'équipement moderne chaque jour devient de plus en plus complexe et puissant. normes de haute technologie des exigences élevées aux batteries qui ont besoin maintenant de combiner haute performance, l'efficacité énergétique, et ont une augmentation de l'offre d'électricité.

L'introduction de nouveaux types de production d'équipements électriques, l'accélération du processus – tout cela augmente la demande d'électricité et les batteries modernes ne peut plus les rencontrer toujours. Pour résoudre ce problème, les fabricants ont choisi d'améliorer la technologie lithium-ion. Ainsi est née la batterie de phosphate de fer lithié (LiFePO4), qui est un descendant idéologique des batteries Li-ion.

informations historiques

LiFePO4 ou LFP, – famille olivine naturelle, a d'abord été découvert en 1996 par des scientifiques de l'Université du Texas, John Goodenough, qui cherchait des moyens d'améliorer les sources d'énergie Li-ion. Notable est le fait que le minéral a une toxicité plus faible et une plus grande stabilité thermique que tout connu au moment où les électrodes.

En outre, il a rencontré dans le milieu naturel, et a un moindre coût. Le principal inconvénient des électrodes sur la base de LiFePO4 est une petite capacité électrique, ce qui est la raison pour laquelle la batterie de phosphate de fer de lithium a cessé de se développer.

La recherche dans ce sens ont été repris en 2003 à l'Institut de technologie du Massachusetts. Une équipe de scientifiques travaillant sur la création de la batterie fondamentalement nouvelle qui deviendrait un substitut pour les plus avancés à ce moment-là, les batteries Li-ion. Le projet intéressé par de grandes entreprises telles que Motorola et Qualcomm, qui a l'émergence de la batterie avec des éléments de cathode LiFePO4.

batterie LiFePO4 sur la base de

Ce type de piles utilise la même technologie pour produire de l'électricité, et les cellules lithium-ion habituelles pour nous. Cependant, il y a un certain nombre de différences significatives entre eux. Tout d'abord, il est d'utiliser votre propre type de BMS – système de gestion qui protège la batterie électrique de la surcharge et décharge profonde, améliore la durabilité et rend source d'énergie plus stable.

En second lieu, LiFePO4, à la différence LiCoO2, est moins toxique. Ce fait a permis d'éviter certains des problèmes liés à la pollution de l'environnement. En particulier pour réduire les émissions de cobalt en raison de la mauvaise élimination des piles.

Enfin, en raison de l'absence de normes unifiées éléments ont des compositions LFP chimiques différentes, ce qui provoque des modèles de performance de variation sur une large plage. En outre, ces entretien des fournitures d'énergie plus difficile et doit être fait dans le respect de certaines règles.

caractéristiques techniques

Il est dit que la batterie de phosphate de fer de lithium 48 volts, 36 volts et 60 volts sont produites en interconnectant séquentiellement les cellules individuelles, parce que la tension maximale dans une LFP-section ne doit pas dépasser 3,65 V. Par conséquent, la performance de chaque batterie peut considérablement diffèrent les uns des autres – tout dépend de l'assemblage et de la composition chimique particulière.

Pour une analyse du rendement présentent la valeur nominale d'une seule cellule.

La meilleure réalisation du potentiel de chaque cellule individuelle dans la batterie a atteint EverExceed. batterie au lithium phosphate de fer EverExceed longue durée de vie diffèrent. Tout ce qu'ils peuvent supporter jusqu'à 4 mille. Cycles de charge-décharge avec une perte de capacité pouvant aller jusqu'à 20%, et la reconstitution du stockage d'énergie se déroule en 12 minutes. Compte tenu de cela, nous pouvons conclure que les batteries EverExceed sont l'un des meilleurs représentants des éléments LFP.

Avantages et inconvénients

Le principal avantage de ce que dans une lumière favorable met en évidence la batterie de phosphate de fer de lithium, entre autres représentants de l'ARC, est la longévité. Un tel élément est capable de résister à plus de 3 mille cycles de charge-décharge à un niveau de puissance tombe à 30%, et plus de 2 mille – .. En cas de chute à 20%. Pour cette raison la durée de vie moyenne de la batterie est d'environ 7 ans.

courant de charge stable est le deuxième avantage important de LFP-éléments. La tension de sortie reste égale à 3,2 V jusqu'à ce que la charge est complètement épuisé. Cela simplifie le câblage, ce qui élimine la nécessité pour les régulateurs de tension.

Plus courant de pointe – le troisième de leur avantage. Cette fonction permet à la batterie de leur donner la puissance maximale même à des températures très basses. Cette propriété a conduit les constructeurs automobiles à utiliser la batterie de phosphate de fer de lithium comme source d'énergie primaire lorsque le démarrage des moteurs à essence et diesel.

Ensemble, avec tous les avantages, les batteries LiFePO4 ont un inconvénient majeur – une grande masse et les dimensions. Cela limite leur utilisation dans certains types de machines et d'équipements électriques.

Caractéristiques de fonctionnement

Si vous achetez des batteries au lithium-phosphate prêts, les difficultés avec l'entretien et l'exploitation vous n'aurez pas. Tout cela grâce au fait que les fabricants sont insérés dans des éléments qui empêchent carte BMS élément surcharge ou décharge à donner un niveau extrêmement bas.

Mais si vous achetez des cellules individuelles (batteries penlight, par exemple), alors vous devez garder un oeil sur la puissance de la batterie seule. Lorsque la charge descend en dessous du niveau critique (2,00 V ci-dessous) basculera rapidement et de la capacité, ce qui rend impossible de recharger les cellules. Si vous, au contraire, être surchargée (au-dessus de 3,75 V), la cellule renflements simplement en raison des gaz libérés.

Si vous utilisez une telle batterie pour un véhicule électrique, après 100% de charge que vous devez débrancher le chargeur de batterie. Dans le cas contraire, la batterie se gonfle en raison de sursaturation de choc électrique.

règles de fonctionnement

Si vous prévoyez d'utiliser une batterie lithium-phosphate en mode cyclique et dans un tampon, par exemple, en tant que source de power-ups ou en association avec une batterie solaire, vous devez prendre soin d'abaisser le niveau de charge de 3,40 à 3,45 V. faire face à cette tâche aide les chargeurs « intelligents » qui compensent d'abord entièrement automatique pour l'alimentation d'énergie, puis abaisser le niveau de stress.

Pendant le fonctionnement, vous devez surveiller l'équilibre des cellules ou l'utilisation du paiement d'équilibrage spécial (dans la batterie, ils sont construits pour un véhicule électrique). déséquilibre cellulaire appelé un tel état, lorsque la tension totale du dispositif est à un niveau nominal, mais la tension de cellule devient différente.

Ce phénomène est dû à la différence des résistances des sections individuelles, un mauvais contact entre eux. Si les cellules ont des tensions différentes, et il leur inégale charge-décharge, ce qui réduit de manière significative la durée de vie de la batterie.

Mettre la batterie en service

Avant d'utiliser les batteries lithium phosphate assemblés à partir de cellules séparées, il faut prendre soin système d'équilibrage, les sections peuvent avoir différents niveaux de charge. A cet effet, tous les composants sont reliés entre eux en parallèle et sont reliés au redresseur, un chargeur. États il est donc nécessaire de charger la cellule à 3,6 V.

En utilisant le phosphate de fer lithium de batterie pour vélo électrique, vous avez probablement remarqué que, dans les premières minutes de la batterie donne la puissance maximale, et la charge diminue rapidement au niveau de 3,3 à 3,0 V. Ne pas avoir peur de cela, parce qu'il est le fonctionnement normal de la batterie . Le fait que la majeure partie de sa capacité (environ 90%) se situe dans cette gamme.

conclusion

Efficacité batteries lithium-phosphate est de 20 à 30% supérieure à celle des autres batteries. En même temps, ils servent à 2-3 ans de plus que d'autres sources d'énergie, ainsi que de fournir un courant stable sur toute la période de fonctionnement. Tout cela met en évidence les éléments présentés dans une lumière favorable.

Cependant, la plupart des gens ignorent et la batterie de phosphate de fer et de lithium. Avantages et inconvénients de la batterie pâle avant leur prix – il est 5-6 fois plus que l'habituel pour nous PLOMB cellules. Cela coûte une batterie de voiture en moyenne d'environ 26000. Roubles.