LiFePO4 baterijos

Šiuolaikinėje rinkoje pilna įvairiausios elektroninės įrangos. Jų funkcionavimui kuriami vis modernesni energijos šaltiniai. Tarp jų ypatingą vietą užima ličio geležies fosfato baterijos. Jie yra saugūs, turi didelę elektrinę talpą, praktiškai neišskiria toksinų ir yra patvarūs. Galbūt netrukus šios baterijos bus išstumtos iš jų „brolių“ prietaisų.

Kas yra ličio geležies fosfato baterija

„LiFePo4“ akumuliatoriai yra aukštos kokybės ir patikimi maitinimo šaltiniai, pasižymintys dideliu našumu. Jie aktyviai išstumia ne tik pasenusias švino rūgštis, bet ir modernias ličio jonų baterijas. Šiandien akumuliatorių duomenys randami ne tik pramoninėje įrangoje, bet ir buitiniuose prietaisuose - nuo išmaniųjų telefonų iki elektrinių dviračių.

LFP baterijas 2003 m. Sukūrė Masačusetso technologijos universitetas. Jų pagrindas yra patobulinta Li-jonų technologija, turinti pakitusią cheminę sudėtį: anodui naudojamas ličio ferofosfatas, o ne ličio kobaltatas. Baterija yra platinama tokių kompanijų kaip „Motorola“ ir „Qualcomm“ dėka.

Kaip gaminamos „LiFePo4“ baterijos

Pagrindiniai LiFePo4 akumuliatorių gamybos komponentai gamykloje tiekiami tamsiai pilkų miltelių pavidalu su metaliniu blizgesiu. Anodų ir katodų gamybos schema yra ta pati, tačiau dėl nepriimtinumo maišyti komponentus visos technologinės operacijos atliekamos skirtinguose cechuose. Visa gamyba yra padalinta į kelis etapus.

Pirmasis žingsnis. Elektrodų kūrimas. Norėdami tai padaryti, pagaminta cheminė kompozicija iš abiejų pusių yra padengta metaline folija (paprastai aliuminis - katodui, o varis - anodui). Folija yra iš anksto apdorota pakaba, kad ji galėtų veikti kaip srovės imtuvas ir laidus elementas. Baigti elementai supjaustomi plonomis juostelėmis ir kelis kartus sulankstyti, formuojant kvadratines ląsteles.

Antras žingsnis. Tiesiogiai akumuliatoriaus surinkimas. Ląstelės formos katodai ir anodai dedami iš abiejų poringos medžiagos separatoriaus pusių, tvirtai pritvirtintų prie jo. Gautas blokas dedamas į plastikinį indą, užpildomas elektrolitu ir uždaromas.

Paskutinis etapas. Akumuliatoriaus įkrovimo / iškrovos testas. Įkrovimas sukelia laipsnišką įtampos padidėjimą, kad dėl didelio šilumos išsiskyrimo nebūtų sprogimo ar užsidegimo. Norėdami iškrauti, akumuliatorius yra prijungtas prie galingo vartotojo. Nenustačius nukrypimų, gatavos prekės siunčiamos klientui.

Veikimo principas ir prietaiso ličio geležies fosfato baterija

LFP baterijas sudaro elektrodai, tvirtai prispausti prie akytojo separatoriaus iš abiejų pusių. Norėdami maitinti prietaisus, katodas ir anodas yra prijungti prie srovės kolektorių. Visi komponentai dedami į plastikinį dėklą, užpildytą elektrolitu. Ant dėklo yra įmontuotas valdiklis, kuris reguliuoja srovės tiekimą įkrovimo metu.

„LiFePo4“ baterijų veikimo principas pagrįstas ličio ferofosfato ir anglies sąveika. Pati reakcija vyksta pagal formulę:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFepo₄ + LiC₆

Baterijos įkrovos nešiklis yra teigiamai įkrautas ličio jonas. Jis turi savybę įsiskverbti į kitų medžiagų kristalines groteles, formuodamasis cheminius ryšius.

Specifikacijos LiFePo4 akumuliatoriai

Nepriklausomai nuo gamintojo, visos LFP ląstelės turi tas pačias specifikacijas:

• didžiausia įtampa - 3,65 V;
• įtampa vidurio taške - 3,3 V;
• įtampa visiškai išsikrovus - 2,0 V;
• vardinė darbinė įtampa - 3,0-3,3 V;
• minimali įtampa veikiant apkrovai - 2,8 V;
• patvarumas - nuo 2 iki 7 tūkst. įkrovimo / iškrovimo ciklų;
• savikrovė 15–18 C temperatūroje^apie - iki 5% per metus.

Pateiktos techninės specifikacijos yra susijusios tik su „LiFePo4“ elementais. Priklausomai nuo to, kiek iš jų sujungia viena baterija, akumuliatorių parametrai skirsis.

Namų gamybos atvejai turi šias savybes:

• talpa - iki 2000 Ah;
• įtampa - 12 v, 24v, 36v ir 48v;
• kurių darbinė temperatūra svyruoja nuo -30 iki +60 C^apie;
• su įkrovimo srove - nuo 4 iki 30A.

Visos baterijos nepraranda savo kokybės saugojimo metu 15 metų, turi stabilią įtampą ir pasižymi mažu toksiškumu.

Kas yra „LiFePo4“ akumuliatoriai

Kitaip nei mūsų įprastos baterijos, kurios pažymėtos simboliais AA arba AAA, ličio geležies fosfato elementai turi visiškai kitokį formos faktoriaus žymėjimą - jų dydžiai užšifruoti 5 skaitmenų numeriu. Visi jie pateikti lentelėje.

Net be lentelės su žyme priešais jus galite lengvai naršyti akumuliatoriaus matmenis. Pirmieji du kodo skaitmenys žymi skersmenį, kiti - energijos šaltinio ilgį (mm). Skaičius 5 kai kurių dydžių pabaigoje atitinka pusę milimetro.

Ličio geležies fosfato baterija: už ir prieš

LFP baterijos yra pagrįstos ličio jonų technologijomis, kurios leido joms integruoti visus šių energijos šaltinių pranašumus ir tuo pačiu atsikratyti jiems būdingų trūkumų.

Tarp pagrindinių privalumų yra šie:

1. Patvarumas - iki 7000 ciklų.
2. Didelė įkrovimo srovė, kuri sumažina energijos papildymo laiką.
3. Stabili darbinė įtampa, kuri nenukrinta tol, kol visiškai neišsikrauna.
4. Aukšta piko įtampa - 3,65 V.
5. Aukšta vardinė talpa.
6. Lengvas svoris - iki kelių kilogramų.
7. Maža aplinkos tarša šalinimo metu.
8. Atsparumas šalčiui - dirbti galima esant temperatūrai nuo -30 iki + 60C^apie.

Bet ir baterijos turi trūkumų. Pirmasis iš jų yra brangus. Elemento kaina už 20 Ah gali siekti 35 tūkstančius rublių. Antrasis ir paskutinis trūkumas yra sunkumas surinkti akumuliatorių, priešingai nei ličio jonų elementai. Kiti akivaizdūs minėtų energijos šaltinių minusai dar nebuvo nustatyti.

Įkrovikliai ir kaip įkrauti „LiFePo4“

„LiFePo4“ baterijų įkrovikliai praktiškai nesiskiria nuo įprastų keitiklių. Visų pirma, išvestyje galima įrašyti didelę srovės stiprį - iki 30A, kuri naudojama greitai įkrauti ląsteles.

Pirkdami paruoštą akumuliatorių paketą, neturėtų kilti sunkumų dėl jo įkrovimo. Jų dizainas yra integruotas elektroninis valdymas, kuris apsaugo visas ląsteles nuo visiško elektros išsikrovimo ir perpildymo. Brangiose sistemose naudojama balansavimo lenta, kuri tolygiai paskirsto energiją tarp visų prietaiso elementų.

Įkraunant svarbu neviršyti rekomenduojamos galios amperais, jei naudojate trečiųjų šalių kroviklius. Tai vienu įkrovimu kelis kartus sumažins akumuliatoriaus veikimo laiką. Jei akumuliatorius įkaista arba išsipučia, amperas viršija leistinas vertes.

Kur naudojamos „LiFePo4“ baterijos?

LFP akumuliatoriai turi didelę reikšmę pramonei. Jie naudojami prietaisų veikimui oro stotyse ir ligoninėse palaikyti. Jie taip pat naudojami kaip buferis vėjo jėgainėse ir naudojami kaupti energijai iš saulės baterijų.

Šiuolaikiniuose automobiliuose vietoj įprastų švino-rūgšties elementų pradedamos naudoti 12v baterijos.„LiFePo4“ dizainai yra montuojami kaip pagrindinis elektrinių dviračių ir keturračių motociklų, motorinių valčių energijos šaltinis.

Didelė jų svarba kasdieniame gyvenime. Jie įmontuoti į telefonus, planšetinius kompiuterius ir net atsuktuvus. Tačiau tokie įtaisai labai skiriasi nuo jų mažiau technologinių analogų. Todėl vis dar sunku juos sutikti rinkoje.

„LiFePo4“ laikymo, naudojimo ir šalinimo taisyklės

Prieš siunčiant LFP akumuliatorių ilgalaikiam saugojimui, būtina jį įkrauti iki 40–60% ir išlaikyti šį įkrovimo lygį per visą išsaugojimo laikotarpį. Laikykite akumuliatorių sausoje vietoje, kur temperatūra nenukristų žemiau kambario temperatūros.

Eksploatuojant reikia laikytis gamintojo reikalavimų. Svarbu neperkaitinti akumuliatoriaus. Jei pastebėjote, kad veikiant ar įkraunant akumuliatorius įkaista netolygiai, turėtumėte susisiekti su remonto centru - galbūt sugedo vienas iš elementų, ar yra valdymo bloko ar balansavimo plokštės veikimo sutrikimai. Tas pats turėtų būti daroma, kai atsiranda pūslių.

Norėdami tinkamai išmesti akumuliatorių, kuris visiškai išnaudojo savo eksploatavimo laiką, turėtumėte susisiekti su įmone, kuri specializuojasi šioje srityje. Taigi jūs ne tik veiksite kaip sąmoningas pilietis, bet ir galėsite iš to užsidirbti. Tačiau jei bateriją tiesiog nusiųsite į sąvartyną, nieko blogo neatsitiks.