LiFePO4 baterije

Suvremeno tržište prepuno je raznolike elektroničke opreme. Za njihovo funkcioniranje razvijaju se sve napredniji izvori energije. Među njima posebno mjesto zauzimaju litijeve željezne fosfatne baterije. Sigurni su, imaju velike električne kapacitete, praktički ne emitiraju toksine i dugotrajni su. Možda će uskoro ove baterije biti istjerane iz uređaja njihove "braće".

Što je litij-željezna fosfatna baterija

LiFePo4 baterije su visokokvalitetne i pouzdane izvori napajanja visoke performanse. Oni aktivno zamjenjuju ne samo zastarjele olovnu kiselinu, već i moderne Li-ion baterije. Danas se podaci o baterijama nalaze ne samo u industrijskoj opremi, već i u kućanskim uređajima - od pametnih telefona do električnih bicikala.

LFP baterije razvijeno je na Tehnološkom sveučilištu u Massachusettsu 2003. godine. Njihova osnova je poboljšana Li-ionska tehnologija s modificiranim kemijskim sastavom: umjesto litij-kobaltata za anodu se koristi litijev ferofosfat. Baterija je široko rasprostranjena zahvaljujući tvrtkama kao što su Motorola i Qualcomm.

Kako se proizvodi LiFePo4 baterije

Glavne komponente za proizvodnju LiFePo4 baterija se u tvornici isporučuju u obliku tamno sivog praha s metalnim sjajem. Proizvodna shema anoda i katoda je ista, ali zbog nedopustivosti miješanja komponenata, sve se tehnološke operacije provode u različitim radionicama. Sva je proizvodnja podijeljena u nekoliko faza.

Prvi korak. Stvaranje elektroda. Da biste to učinili, gotovi kemijski sastav obložen je s obje strane metalnom folijom (obično aluminij za katodu, a bakar za anodu). Folija se prethodno obrađuje suspenzijom, tako da može djelovati kao prijemnik struje i vodljivi element. Gotovi elementi izrezani su na tanke trake i presavijeni nekoliko puta, tvoreći kvadratne ćelije.

Drugi korak. Izravno montaža akumulatora. Katode i anode u obliku ćelije postavljene su na obje strane separatora poroznog materijala, čvrsto pričvršćene na njega. Rezultirajući blok je stavljen u plastični spremnik, napunjen elektrolitom i zatvoren.

Završna faza. Ispitivanje napunjenosti / pražnjenja baterije. Punjenjem dolazi do postupnog povećanja napona tako da ne dođe do eksplozije ili paljenja uslijed oslobađanja velike količine topline. Da bi se praznila, baterija je spojena sa snažnim potrošačem. Bez otkrivanja odstupanja, gotovi predmeti šalju se kupcu.

Princip rada i uređaj litij-željezna fosfatna baterija

LFP baterije sastoje se od elektroda koje su obje strane prikovane za porozni separator. Za napajanje uređaja su i katoda i anoda spojeni na strujne kolektore. Sve komponente su smještene u plastični kovčeg, napunjen elektrolitom. Na kućištu se nalazi regulator koji regulira struju tijekom punjenja.

Princip rada LiFePo4 baterija temelji se na interakciji litij-ferofosfata i ugljika. Sama reakcija se odvija u skladu s formulom:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFePO₄ + LiC₆

Nositelj naboja baterije je pozitivno nabijeni litij-ion. Ima sposobnost prodiranja u kristalnu rešetku drugih materijala, uz stvaranje kemijskih veza.

Specifikacije LiFePo4 baterije

Bez obzira na proizvođača, sve LFP stanice imaju iste specifikacije:

• vršni napon - 3,65 V;
• napon u sredini - 3,3 V;
• napon u potpuno praznom stanju - 2,0 V;
• nazivni radni napon - 3,0-3,3 V;
• minimalni napon pod opterećenjem - 2,8 V;
• trajnost - od 2 do 7 tisuća ciklusa punjenja / pražnjenja;
• samo-punjenje pri temperaturi od 15-18 C^oko - do 5% godišnje.

Predstavljene tehničke specifikacije odnose se posebno na ćelije LiFePo4. Ovisno o tome koliko ih kombinira jedna baterija, parametri baterija će se razlikovati.

Primjeri domaće proizvodnje imaju sljedeće karakteristike:

• kapacitet - do 2000 Ah;
• napon - 12 v, 24v, 36v i 48v;
• s rasponom radnih temperatura - od -30 do +60 C^oko;
• sa strujom punjenja - od 4 do 30A.

Sve baterije tijekom gubitka tijekom 15 godina ne gube kvalitetu, imaju stabilan napon i odlikuje ih niska toksičnost.

Što su LiFePo4 baterije

Za razliku od naših uobičajenih baterija, koje su označene simbolima AA ili AAA, ćelije litij-željeznog fosfata imaju potpuno drugačije označavanje faktora oblika - njihove veličine su šifrirane s 5-znamenkasti broj. Svi su predstavljeni u tablici.

Čak i bez tablice s oznakom ispred vas, možete lako kretati dimenzijama baterije. Prve dvije znamenke koda označavaju promjer, a ostale duljinu izvora napajanja (mm). Broj 5 na kraju nekih veličina odgovara pola milimetra.

Litij-željezna fosfatna baterija: prednosti i nedostaci

LFP baterije temelje se na Li-ion tehnologiji, što im je omogućilo da ugrade sve prednosti ovih izvora napajanja i istodobno se riješe svojih urođenih nedostataka.

Među glavnim prednostima su:

1. Trajnost - do 7000 ciklusa.
2. Struja velike napunjenosti, koja smanjuje vrijeme nadopune energije.
3. Stabilan radni napon, koji ne opada sve dok se naboj potpuno ne potroši.
4. Visoki vršni napon - 3,65 Volta.
5. Visoki nazivni kapacitet.
6. Lagana težina - do nekoliko kilograma.
7. Mala zagađenja okoliša tijekom odlaganja.
8. Otpornost na smrzavanje - rad je moguć pri temperaturi od -30 do + 60C^oko.

Ali baterije imaju i nedostatke. Prvi od njih su visoki troškovi. Cijena elementa za 20 Ah može doseći 35 tisuća rubalja. Drugi i posljednji nedostatak je poteškoća u sastavljanju akumulatora, za razliku od litij-ionskih ćelija. Ostali očiti minusi u tim izvorima energije još uvijek nisu utvrđeni.

Punjači i kako napuniti LiFePo4

Punjači za LiFePo4 baterije praktički se ne razlikuju od uobičajenih pretvarača. Konkretno, moguće je zabilježiti veliku jakost struje na izlazu - do 30A, koja se koristi za brzo punjenje stanica.

Kod kupnje gotovog akumulatora ne bi se trebali pojaviti poteškoće s njihovim punjenjem. U njihov je dizajn integrirana elektronička kontrola, koja štiti sve stanice od potpunog pražnjenja i prenasičenosti električne energije. Skupi sustavi koriste balansirajuću ploču koja ravnomjerno raspoređuje energiju između svih stanica uređaja.

Prilikom punjenja važno je ne prekoračiti preporučenu struju ako koristite vanjske punjače. To će skratiti vijek trajanja baterije za nekoliko puta jednim punjenjem. Ako se baterija zagrijava ili nabubri, tada amperaža prelazi dopuštene vrijednosti.

Gdje se koriste LiFePo4 baterije?

LFP baterije su od velike važnosti za industriju. Koriste se za održavanje funkcionalnosti uređaja na meteorološkim stanicama i bolnicama. Također se provode kao pufer u vjetroelektranama i koriste se za akumuliranje energije iz solarnih panela.

12v akumulatori počinju se koristiti u modernim automobilima umjesto uobičajenih elemenata s olovnom kiselinom.LiFePo4 dizajni instalirani su kao glavni izvor energije za električne bicikle i ATV-ove, motorne čamce.

Njihova je važnost u svakodnevnom životu. Oni su ugrađeni u telefone, tablete, pa čak i odvijače. Međutim, takvi se uređaji značajno razlikuju u cijeni od manje tehnoloških kolega. Stoga ih je susret na tržištu još uvijek težak.

Pravila za skladištenje, rukovanje i odlaganje LiFePo4

Prije slanja LFP baterije na dugoročno skladištenje potrebno je napuniti do 40-60% i održavati tu razinu napunjenosti tijekom cijelog razdoblja očuvanja. Držite bateriju na suhom mjestu gdje temperatura ne padne ispod sobne.

Tijekom rada moraju se poštovati zahtjevi proizvođača. Važno je ne pregrijavati bateriju. Ako primijetite da se baterija zagrijava neravnomjerno tijekom rada ili punjenja, obratite se centru za popravak - možda jedna od ćelija nije uspjela ili postoje nepravilnosti u upravljačkoj jedinici ili balansnoj ploči. Isto treba učiniti kada se pojave plikovi.

Za pravilno odlaganje baterije koja je u potpunosti iscrpila život, trebate kontaktirati tvrtku specijaliziranu za to. Dakle, ne samo da ćete se ponašati kao svjestan građanin, već ćete i na njemu moći zaraditi. Međutim, ako samo pošaljete bateriju na odlagalište, onda se neće dogoditi ništa loše.