Šest výhod lithium-železo fosfátových baterií

Six advantages of lithium iron phosphate batteries

Úplný název lithium-železo-fosfátové baterie je lithium-železo-fosfátová lithium-iontová baterie, která je příliš dlouhá a je zkráceně označována jako lithium-železo-fosfátová baterie. Vzhledem k tomu, že jeho výkon je vhodný zejména pro energetické aplikace, je k názvu přidáno slovo „power“, tedy lithium-železo-fosfátová napájecí baterie. Nazývá se také „lithium-železná (LiFe) napájecí baterie“.

pracovní princip

Lithium-železofosfátová baterie označuje lithium-iontovou baterii využívající fosforečnan lithno-železitý jako materiál kladné elektrody. Katodové materiály lithium-iontových baterií zahrnují hlavně oxid lithný kobaltnatý, manganát lithný, oxid lithný a nikl, ternární materiály, fosforečnan lithný atd. Mezi nimi je oxid lithný a kobaltnatý katodový materiál používaný v naprosté většině lithium-iontových baterií.

význam 

Na trhu obchodování s kovy je kobalt (Co) drahý a není příliš skladný, nikl (Ni) a mangan (Mn) jsou levnější a železo (Fe) je skladnější. Ceny katodových materiálů jsou rovněž v souladu s cenami těchto kovů. Proto by lithium-iontové baterie vyrobené z katodových materiálů LiFePO4 měly být docela levné. Dalším jeho rysem je, že je šetrný k životnímu prostředí a neznečišťuje životní prostředí. 

Jako dobíjecí baterie jsou požadavky: vysoká kapacita, vysoké výstupní napětí, dobrý výkon cyklu nabíjení-vybíjení, stabilní výstupní napětí, vysokoproudové nabíjení-vybíjení, elektrochemická stabilita a bezpečnost při používání (ne kvůli přebíjení, nadměrnému vybíjení a zkratu). obvod). Může způsobit hoření nebo výbuch v důsledku nesprávného provozu, široký rozsah provozních teplot, netoxický nebo méně toxický a žádné znečištění životního prostředí. LiFePO4 baterie využívající LiFePO4 jako kladnou elektrodu mají dobré požadavky na výkon, zejména pokud jde o vysokou rychlost vybíjení (výboj 5 ~ 10C), stabilní vybíjecí napětí, bezpečnost (nehořící, neexplodující), životnost (doby cyklů) ), žádné znečištění životního prostředí, je to dobré a v současné době je to nejlepší výkonová baterie s vysokým proudem.

Struktura a princip činnosti

LiFePO4 se používá jako kladná elektroda baterie. S kladnou elektrodou baterie je spojen hliníkovou fólií. Uprostřed je separátor polymeru, který odděluje kladnou elektrodu od záporné elektrody, ale lithium iont Li může projít, ale elektron e- nemůže projít. Pravá strana je složena z uhlíku (grafitu). Záporná elektroda baterie je spojena se zápornou elektrodou baterie měděnou fólií. Mezi horním a spodním koncem baterie je elektrolyt baterie a baterie je hermeticky uzavřena kovovým obalem. Když jsou LiFePO4 baterie nabíjeny, lithiové ionty Li v kladné elektrodě migrují na zápornou elektrodu přes separátor polymeru; během procesu vybíjení lithiové ionty Li v záporné elektrodě migrují na kladnou elektrodu přes separátor. Lithium-iontové baterie jsou pojmenovány podle lithiových iontů migrujících tam a zpět během nabíjení a vybíjení. 

Hlavní výkon

Jmenovité napětí LiFePO4 baterie je 3,2 V, konečné nabíjecí napětí je 3,6 V a konečné vybíjecí napětí je 2,0 V. Vzhledem k různé kvalitě a procesu materiálů kladných a záporných elektrod a materiálů elektrolytů používaných různými výrobci budou existovat určité rozdíly v jejich výkonu. Například kapacita baterie stejného typu (standardní baterie ve stejném balení) je značně odlišná (10 % až 20 %). 

Zde je třeba poznamenat, že lithium-železofosfátové napájecí baterie vyrobené v různých továrnách budou mít určité rozdíly v různých výkonnostních parametrech; navíc nejsou zahrnuty některé výkony baterie, jako je vnitřní odpor baterie, rychlost samovybíjení, teplota nabíjení a vybíjení atd.

Kapacita lithium-železofosfátových napájecích baterií je zcela odlišná a lze ji rozdělit do tří kategorií: malé desetiny až několik miliampérhodin, střední desítky miliampérhodin a velké stovky miliampérhodin. Existují také určité rozdíly ve stejných parametrech různých typů baterií.

Test nadměrného vybití na nulové napětí: Pro test vybití na nulové napětí byla použita lithium-železofosfátová napájecí baterie STL18650 (1100mAh).

Podmínky testu: Baterie 1100mAh STL18650 je plně nabitá rychlostí nabíjení 0,5C a poté vybita na napětí baterie 0C s rychlostí vybíjení 1,0C. Poté rozdělte baterie umístěné na 0V do dvou skupin: jedna skupina je skladována po dobu 7 dnů a druhá skupina je skladována po dobu 30 dnů; po uplynutí doby skladování se plně nabije rychlostí nabíjení 0,5 C a poté se vybije 1,0 C. Porovnejte rozdíl mezi dvěma dobami skladování nulového napětí.

Výsledkem testu je, že po 7 dnech skladování bez napětí baterie nevytéká, má dobrý výkon a kapacita je 100 %; po 30 dnech skladování nedochází k úniku, dobrý výkon a kapacita je 98%; po 30 dnech skladování se baterie podrobí 3 cyklům nabití a vybití, kapacita je zpět na 100 %. Tento test ukazuje, že i když je lithium-železofosfátová baterie příliš vybitá (i na 0 V) a skladována po určitou dobu, baterie nevyteče ani se nepoškodí. To je funkce, kterou jiné typy lithium-iontových baterií nemají.  

Výhoda

  1. Zlepšení bezpečnosti Vazba P-O v krystalu fosforečnanu lithného je stabilní a obtížně se rozkládá. Ani při vysoké teplotě nebo přebití se nezhroutí a nevytváří teplo jako oxid lithný kobaltnatý ani nevytváří silné oxidační látky, takže má dobrou bezpečnost. sex. Zpráva poukázala na to, že při skutečné operaci bylo zjištěno, že malé množství vzorků hoří při akupunkturních nebo zkratových experimentech, ale nedošlo k explozi. jev exploze. Přesto byla jeho bezpečnost proti přebití výrazně vylepšena ve srovnání s běžnými lithiovými bateriemi s tekutým elektrolytem a oxidem kobaltu.
  1. Zlepšení životnosti Lithium-železofosfátová baterie označuje lithium-iontovou baterii, která jako kladný elektrodový materiál používá lithium-železofosfát. Životnost olověných baterií s dlouhou životností je asi 300krát a nejvyšší je 500krát, zatímco životnost lithium-železofosfátových baterií může dosáhnout více než 2 000krát a standardní nabíjení (5 hodin) může dosáhnout 2000krát. Olověná baterie stejné kvality je „půl roku nová, půl roku stará a půl roku údržba a údržba“, což je obvykle 1 až 1,5 roku, přičemž lithium-železofosfátová baterie se používá za stejných podmínek a teoretická životnost dosáhne 7 až 8 let. Po komplexním uvážení je poměr výkonu a ceny teoreticky více než 4krát vyšší než u olověných baterií. Vysokoproudý výboj dokáže rychle nabít a vybíjet vysokoproudý 2C. Pod speciální nabíječkou lze baterii plně nabít do 40 minut od nabíjení 1,5C a startovací proud může dosáhnout 2C, ale olověné baterie tento výkon nemají. 
  1. Dobrý výkon při vysokých teplotách, vrchol elektrického ohřevu fosforečnanu lithného může dosáhnout 350 ℃-500 ℃, zatímco manganát lithný a kobaltát lithný jsou pouze kolem 200 ℃. Široký rozsah provozních teplot (-20C--75C), vysoká teplotní odolnost, elektrotermický vrchol fosforečnanu lithného může dosáhnout 350℃-500℃, zatímco manganát lithný a kobaltát lithný jsou pouze kolem 200℃.
  1. Velkokapacitní ∩ dobíjecí baterie často pracují v podmínkách plného nabití a kapacita rychle klesne pod jmenovitou kapacitu. Tento jev se nazývá paměťový efekt. Stejně jako nikl-metal hydridové a nikl-kadmiové baterie existuje paměť, ale lithium-železofosfátové baterie tento jev nemají. Bez ohledu na to, v jakém stavu je baterie, lze ji kdykoli použít, aniž byste ji museli před nabíjením vybít. 
  1. Lehká váha  

Objem lithium-železo fosfátového akumulátoru se stejnou specifikací a kapacitou je 2/3 objemu olověného akumulátoru a hmotnost je 1/3 olověného akumulátoru.

  1. Ochrana životního prostředí

Lithium-železofosfátové baterie jsou obecně považovány za neobsahující žádné těžké kovy a vzácné kovy (nikl-metalhydridové baterie vyžadují vzácné kovy), netoxické (certifikováno SGS), neznečišťující, splňují evropské předpisy RoHS a jsou absolutní zelený certifikát baterie. Důvodem, proč jsou lithiové baterie průmyslem upřednostňovány, je proto především ochrana životního prostředí.


Zanechat komentář

Upozorňujeme, že komentáře musí být před zveřejněním schváleny