El mercado moderno está repleto de una variedad de equipos electrónicos. Para su funcionamiento, se están desarrollando fuentes de energía cada vez más avanzadas. Entre ellos, un lugar especial está ocupado por baterías de fosfato de hierro y litio. Son seguros, tienen grandes capacidades eléctricas, prácticamente no emiten toxinas y son duraderos. Quizás pronto estas baterías sean expulsadas de los dispositivos de sus "hermanos".
Contenido
- ¿Qué es la batería de fosfato de hierro y litio?
- ¿Cómo es la producción de baterías LiFePo4?
- El principio de funcionamiento y la batería de fosfato de hierro y litio del dispositivo
- Especificaciones de las baterías LiFePo4
- ¿Qué son las baterías LiFePo4?
- Batería de fosfato de hierro y litio: ventajas y desventajas
- Cargadores y cómo cargar LiFePo4
- ¿Dónde se usan las baterías LiFePo4?
- Reglas para el almacenamiento, operación y eliminación de LiFePo4
¿Qué es la batería de fosfato de hierro y litio?
Las baterías LiFePo4 son fuentes de alimentación confiables y de alta calidad con alto rendimiento. Desplazan activamente no solo las obsoletas de plomo-ácido, sino también las modernas baterías de iones de litio. Hoy en día, los datos de la batería se encuentran no solo en equipos industriales, sino también en dispositivos domésticos, desde teléfonos inteligentes hasta bicicletas eléctricas.
Las baterías LFP fueron desarrolladas por la Universidad Tecnológica de Massachusetts en 2003. Su base es una tecnología de iones de litio mejorada con una composición química modificada: el ferrofosfato de litio se usa para el ánodo en lugar del cobaltato de litio. La batería se distribuye ampliamente gracias a compañías como Motorola y Qualcomm.
¿Cómo es la producción de baterías LiFePo4?
Los componentes principales para la fabricación de baterías LiFePo4 se suministran a la fábrica en forma de polvo gris oscuro con brillo metálico. El esquema de producción de los ánodos y cátodos es el mismo, pero debido a la inadmisibilidad de mezclar los componentes, todas las operaciones tecnológicas se llevan a cabo en diferentes talleres. Toda la producción se divide en varias etapas.
Primer paso Creación de electrodos. Para esto, la composición química acabada se recubre por ambos lados con una lámina de metal (generalmente aluminio para el cátodo y cobre para el ánodo). La lámina se trata previamente con una suspensión para que pueda actuar como un receptor de corriente y un elemento conductor. Los elementos terminados se cortan en tiras delgadas y se pliegan varias veces, formando celdas cuadradas.
Segundo paso Montaje directo de batería. Los cátodos y los ánodos en forma de celda se colocan a ambos lados del separador de material poroso, firmemente sujeto a él. El bloque resultante se coloca en un recipiente de plástico, se llena con electrolito y se sella.
La etapa final. Prueba de carga / descarga de la batería. La carga produce un aumento gradual del voltaje para que no haya explosión ni ignición debido a la liberación de una gran cantidad de calor. Para descargar, la batería está conectada a un consumidor poderoso. Sin detectar desviaciones, los artículos terminados se envían al cliente.
El principio de funcionamiento y la batería de fosfato de hierro y litio del dispositivo
Las baterías LFP consisten en electrodos presionados firmemente contra el separador poroso en ambos lados. Para alimentar los dispositivos, tanto el cátodo como el ánodo están conectados a los colectores de corriente. Todos los componentes se colocan en una caja de plástico, llena de electrolito. Se coloca un controlador en la caja, que regula el suministro de corriente durante la carga.
El principio de funcionamiento de las baterías LiFePo4 se basa en la interacción del ferrofosfato de litio y el carbono. La reacción en sí procede según la fórmula:
LiFePO4 + 6C → Li1-xFepo4 + LiC6
El portador de carga de la batería es un ion de litio cargado positivamente. Tiene la capacidad de penetrar en la red cristalina de otros materiales, con la formación de enlaces químicos.
Especificaciones de las baterías LiFePo4
Independientemente del fabricante, todas las células LFP tienen las mismas especificaciones:
- voltaje pico - 3.65 V;
- voltaje en el punto medio - 3.3 V;
- voltaje en un estado completamente descargado - 2.0 V;
- voltaje de funcionamiento nominal - 3.0-3.3 V;
- voltaje mínimo bajo carga - 2.8 V;
- durabilidad: de 2 a 7 mil ciclos de carga / descarga;
- autocarga a una temperatura de 15-18 Cacerca de - hasta 5% por año.
Las especificaciones técnicas presentadas se refieren específicamente a las células LiFePo4. Dependiendo de cuántos de ellos estén combinados por una batería, los parámetros de las baterías variarán.
Los casos de producción nacional tienen las siguientes características:
- capacidad - hasta 2000 Ah;
- voltaje - 12 v, 24v, 36v y 48v;
- con un rango de temperaturas de funcionamiento: de -30 a +60 Cacerca de;
- Con una corriente de carga - de 4 a 30A.
Todas las baterías no pierden su calidad durante el almacenamiento durante 15 años, tienen un voltaje estable y se caracterizan por una baja toxicidad.
¿Qué son las baterías LiFePo4?
A diferencia de nuestras baterías habituales, que están marcadas con los símbolos AA o AAA, las celdas de fosfato de hierro y litio tienen una marca completamente diferente del factor de forma: sus tamaños están encriptados con un número de 5 dígitos. Todos ellos se presentan en la tabla.
| Tamaño | Dimensiones, DxL (mm) |
|---|---|
| 14430 | 14 x 43 |
| 14505 | 14 x 50 |
| 17335 | 17 x 33 |
| 18500 | 18 x 50 |
| 18650 | 18 x 65 |
| 26650 | 26 x 65 |
| 32600 | 32 x 60 |
| 32900 | 32 x 90 |
| 38120 | 38 x 120 |
| 40160 | 40 x 160 |
| 42120 | 42 x 120 |
Incluso sin una mesa con una marca frente a usted, puede navegar fácilmente por las dimensiones de la batería. Los dos primeros dígitos del código indican el diámetro, el resto indica la longitud de la fuente de alimentación (mm). El número 5 al final de algunos tamaños corresponde a medio milímetro.
Batería de fosfato de hierro y litio: ventajas y desventajas
Las baterías LFP se basan en la tecnología de iones de litio, lo que les permitió incorporar todas las ventajas de estas fuentes de energía y, al mismo tiempo, eliminar sus desventajas inherentes.
Entre las principales ventajas están:
- Durabilidad: hasta 7,000 ciclos.
- Alta corriente de carga, que reduce el tiempo de reposición de energía.
- Voltaje de funcionamiento estable, que no cae hasta que la carga se haya agotado por completo.
- Alto voltaje pico - 3.65 voltios.
- Alta capacidad nominal.
- Peso ligero: hasta varios kilogramos.
- Baja contaminación ambiental durante la eliminación.
- Resistencia a las heladas: el trabajo es posible a una temperatura de -30 a + 60Cacerca de.
Pero las baterías también tienen desventajas. El primero de ellos es de alto costo. El precio de un elemento por 20 Ah puede alcanzar los 35 mil rublos. El segundo y último inconveniente es la dificultad de ensamblar una batería usted mismo, a diferencia de las celdas de iones de litio. Aún no se han identificado otros inconvenientes obvios en estas fuentes de energía.
Cargadores y cómo cargar LiFePo4
Los cargadores para baterías LiFePo4 prácticamente no son diferentes de los inversores convencionales. En particular, es posible registrar una gran intensidad de corriente en la salida, hasta 30 A, que se utiliza para cargar rápidamente las celdas.
Al comprar una batería ya preparada, no deberían surgir dificultades con su carga. En su diseño, el control electrónico está integrado, lo que protege a todas las células de una descarga completa y una sobresaturación de electricidad. Los sistemas caros utilizan una tabla de equilibrio que distribuye de manera uniforme la energía entre todas las células del dispositivo.
Al recargar, es importante no exceder el amperaje recomendado si usa memoria de terceros. Esto reducirá la vida útil de la batería varias veces con una sola carga. Si la batería se calienta o se hincha, entonces el amperaje excede los valores permitidos.
¿Dónde se usan las baterías LiFePo4?
Las baterías LFP son de gran importancia para la industria. Se utilizan para mantener la operatividad de los dispositivos en estaciones meteorológicas y hospitales. También se implementan como un amortiguador en los parques eólicos y se utilizan para acumular energía de los paneles solares.
Las baterías de 12v comienzan a usarse en automóviles modernos en lugar de los elementos habituales de plomo-ácido.Los diseños de LiFePo4 se instalan como la principal fuente de energía para bicicletas eléctricas y ATV, lanchas a motor.
Ampliamente su importancia en la vida cotidiana. Están integrados en teléfonos, tabletas e incluso destornilladores. Sin embargo, tales dispositivos difieren significativamente en precio de sus contrapartes menos tecnológicas. Por lo tanto, conocerlos en el mercado sigue siendo difícil.
Reglas para el almacenamiento, operación y eliminación de LiFePo4
Antes de enviar la batería LFP para almacenamiento a largo plazo, es necesario cargarla hasta un 40-60% y mantener este nivel de carga durante todo el período de conservación. Mantenga la batería en un lugar seco donde la temperatura no caiga por debajo de la temperatura ambiente.
Durante la operación, se deben seguir los requisitos del fabricante. Es importante no sobrecalentar la batería. Si nota que la batería se calienta de manera desigual durante el funcionamiento o la recarga, debe comunicarse con el centro de reparación: tal vez una de las celdas ha fallado o hay un mal funcionamiento de la unidad de control o la placa de equilibrio. Lo mismo debe hacerse cuando aparecen ampollas.
Para desechar correctamente una batería que ha agotado completamente su vida útil, debe comunicarse con una compañía especializada en esto. Por lo tanto, no solo actuará como ciudadano consciente, sino que también podrá ganar dinero con él. Sin embargo, si solo envía la batería a un vertedero, no pasará nada malo.
