LiFePO4-batterier

Det moderne marked er fyldt med en række forskellige elektroniske udstyr. Til deres funktion udvikles flere og mere avancerede strømkilder. Blandt dem er et specielt sted besat af lithiumjernfosfatbatterier. De er sikre, har store elektriske kapaciteter, afgiver praktisk taget ikke giftstoffer og er holdbare. Måske snart vil disse batterier blive tvunget ud af enhederne fra deres "brødre".

Hvad er litiumjernfosfatbatteri

LiFePo4-batterier er af høj kvalitet og pålidelige strømforsyninger med høj ydeevne. De fortrænger aktivt ikke kun forældet blysyre, men også moderne Li-ion-batterier. I dag findes batteridata ikke kun i industrielt udstyr, men også i husholdningsapparater - fra smartphones til elektriske cykler.

LFP-batterier blev udviklet af Massachusetts University of Technology i 2003. Deres basis er en forbedret Li-ion-teknologi med en ændret kemisk sammensætning: lithiumferrophosphat bruges til anoden i stedet for lithium cobaltat. Batteriet distribueres bredt takket være virksomheder som Motorola og Qualcomm.

Hvordan er produktionen af ​​LiFePo4-batterier

De vigtigste komponenter til fremstilling af LiFePo4-batterier leveres til fabrikken i form af et mørkegrå pulver med en metallisk glans. Produktionsplanen for anoder og katoder er den samme, men på grund af afvisning af blandingen af ​​komponenterne, udføres alle teknologiske operationer på forskellige workshops. Al produktion er opdelt i flere faser.

Første trin. Oprettelse af elektroder. For at gøre dette overtrækkes den færdige kemiske sammensætning på begge sider med en metalfolie (normalt aluminium til katoden og kobber til anoden). Folien forbehandles med en suspension, så den kan fungere som en strømmodtager og et ledende element. De færdige elementer skæres i tynde strimler og foldes adskillige gange og danner firkantede celler.

Andet trin. Direkte batteri samling. Celleformede katoder og anoder placeres på begge sider af separatoren af ​​porøst materiale, tæt fastgjort til det. Den resulterende blok placeres i en plastbeholder, fyldes med elektrolyt og forsegles.

Den sidste fase. Batteriopladning / afladningstest. Opladning giver en gradvis stigning i spænding, så der ikke er nogen eksplosion eller antændelse på grund af frigivelsen af ​​en stor mængde varme. For at aflade, er batteriet forbundet til en stærk forbruger. Uden at registrere afvigelser sendes færdige varer til kunden.

Funktionsprincippet og enheden lithiumjernfosfatbatteri

LFP-batterier består af elektroder, der er presset tæt mod den porøse separator på begge sider. For at tilslutte enhederne er både katoden og anoden forbundet til aktuelle opsamlere. Alle komponenter placeres i et plastikhus fyldt med elektrolyt. Der er placeret en controller på sagen, der regulerer den aktuelle strømforsyning under opladning.

Princippet om drift af LiFePo4-batterier er baseret på samspillet mellem lithiumferrophosphat og carbon. Selve reaktionen forløber ifølge formlen:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFePO₄ + LiC₆

Batteriets ladningsbærer er en positivt opladet lithiumion. Det har evnen til at trænge ind i krystalgitteret i andre materialer med dannelse af kemiske bindinger.

Specifikationer LiFePo4-batterier

Uanset producenten har alle LFP-celler de samme specifikationer:

• spidsspænding - 3,65 V;
• spænding ved midtpunktet - 3,3 V;
• spænding i fuldt udladet tilstand - 2,0 V;
• nominel driftsspænding - 3,0-3,3 V;
• mindste spænding under belastning - 2,8 V;
• holdbarhed - fra 2 til 7 tusind opladnings- / afladningscyklusser;
• selvbelastning ved en temperatur på 15-18 ° C^cirka - op til 5% om året.

De præsenterede tekniske specifikationer vedrører specifikt LiFePo4-celler. Afhængig af hvor mange af dem der er kombineret med et batteri, varierer batteriernes parametre.

Forekomster af indenlandsk produktion har følgende egenskaber:

• kapacitet - op til 2000 Ah;
• spænding - 12 v, 24v, 36v og 48v;
• med en række driftstemperaturer - fra -30 til +60 C^cirka;
• med en ladestrøm - fra 4 til 30A.

Alle batterier mister ikke deres kvalitet under opbevaring i 15 år, har en stabil spænding og er kendetegnet ved lav toksicitet.

Hvad er LiFePo4-batterier

I modsætning til vores sædvanlige batterier, der er markeret med symbolerne AA eller AAA, har lithiumjernfosfatceller en helt anden markering af formfaktoren - deres størrelser er krypteret med et 5-cifret tal. Alle præsenteres i tabellen.

Selv uden et bord med en markering foran dig kan du nemt navigere i batteriets dimensioner. De første to cifre i koden angiver diameteren, resten angiver strømkildens længde (mm). Tallet 5 i slutningen af ​​nogle størrelser svarer til en halv millimeter.

Lithium Iron Phosphate Battery: Fordele og ulemper

LFP-batterier er baseret på Li-ion-teknologi, som gjorde det muligt for dem at indarbejde alle fordelene ved disse strømkilder og samtidig slippe af med deres iboende ulemper.

Blandt de vigtigste fordele er:

1. Holdbarhed - op til 7.000 cykler.
2. Høj ladestrøm, som reducerer energipåfyldningstiden.
3. Stabil driftsspænding, der ikke falder, før opladningen er helt opbrugt.
4. Høj topspænding - 3,65 volt.
5. Høj nominel kapacitet.
6. Letvægt - op til flere kg.
7. Lav miljøforurening under bortskaffelse.
8. Frostmodstand - arbejde er muligt ved en temperatur fra -30 til + 60C^cirka.

Men batterierne har også ulemper. Den første af disse er høje omkostninger. Prisen på et element for 20 Ah kan nå 35 tusind rubler. Den anden og sidste ulempe er vanskeligheden ved at samle et batteri kan selv, i modsætning til lithium-ion-celler. Andre åbenlyse minuser i disse strømkilder er endnu ikke identificeret.

Opladere, og hvordan oplades LiFePo4

Opladere til LiFePo4-batterier adskiller sig praktisk talt ikke fra konventionelle invertere. Især er det muligt at registrere en stor strømstyrke ved output - op til 30A, som bruges til hurtigt at oplade celler.

Når du køber en færdiglavet batteripakke, bør der ikke opstå vanskeligheder med deres opladning. I deres design er elektronisk styring integreret, der beskytter alle celler mod en fuldstændig udladning og overmætning af elektricitet. Dyre systemer bruger en afbalanceringskort, der jævnt fordeler energi mellem alle celler på enheden.

Ved genopladning er det vigtigt ikke at overskride den anbefalede strømstyrke, hvis du bruger tredjepartshukommelse. Dette reducerer batteriets levetid flere gange på en enkelt opladning. Hvis batteriet opvarmes eller svulmer, overstiger strømstyrken de tilladte værdier.

Hvor bruges LiFePo4-batterier?

LFP-batterier er meget vigtige for industrien. De bruges til at opretholde driften af ​​enheder på vejrstationer og hospitaler. De implementeres også som en buffer i vindmølleparker og bruges til at akkumulere energi fra solcellepaneler.

12v batterier begynder at blive brugt i moderne biler i stedet for de sædvanlige blysyreelementer.LiFePo4-design er installeret som den vigtigste strømkilde til elektriske cykler og ATV'er, motorbåde.

Deres bredde i deres hverdag. De er indbygget i telefoner, tablets og endda skruetrækkere. Sådanne enheder adskiller sig imidlertid markant i pris fra deres mindre teknologiske kolleger. Derfor er det stadig svært at møde dem på markedet.

Regler for opbevaring, betjening og bortskaffelse af LiFePo4

Før du sender LFP-batteriet til langtidsopbevaring, er det nødvendigt at oplade det op til 40-60% og opretholde dette opladningsniveau i hele bevaringsperioden. Opbevar batteriet på et tørt sted, hvor temperaturen ikke falder under stuetemperatur.

Under drift skal producentens krav følges. Det er vigtigt, at batteriet ikke overophedes. Hvis du bemærker, at batteriet opvarmes ujævnt under drift eller genopladning, skal du kontakte reparationscentret - måske har en af ​​cellerne mislykkedes, eller der er funktionsfejl i kontrolenheden eller afbalanceringskortet. Det samme skal gøres, når der vises blister.

For korrekt bortskaffelse af et batteri, der er helt opbrugt, kan du kontakte en virksomhed, der er specialiseret i dette. Så du vil ikke kun fungere som en bevidst borger, men du vil også være i stand til at tjene penge på det. Men hvis du bare sender batteriet til en losseplads, sker der ikke noget dårligt.