LiFePO4-batterijen

De moderne markt staat vol met een verscheidenheid aan elektronische apparatuur. Voor hun functioneren worden steeds meer geavanceerde energiebronnen ontwikkeld. Onder hen wordt een speciale plaats ingenomen door lithium-ijzerfosfaat-batterijen. Ze zijn veilig, hebben grote elektrische capaciteiten, stoten praktisch geen gifstoffen uit en zijn duurzaam. Misschien zullen deze batterijen binnenkort uit de apparaten van hun "broers" worden gedwongen.

Wat is een lithium-ijzerfosfaatbatterij

LiFePo4-batterijen zijn hoogwaardige en betrouwbare voedingen met hoge prestaties. Ze verplaatsen actief niet alleen verouderd loodzuur, maar ook moderne Li-ion-batterijen. Tegenwoordig worden batterijgegevens niet alleen gevonden in industriële apparatuur, maar ook in huishoudelijke apparaten - van smartphones tot elektrische fietsen.

LFP-batterijen zijn in 2003 ontwikkeld door de Massachusetts University of Technology. Hun basis is een verbeterde Li-iontechnologie met een gemodificeerde chemische samenstelling: lithiumferrofosfaat wordt gebruikt voor de anode in plaats van lithiumkobaltaat. De batterij wordt breed verspreid dankzij bedrijven zoals Motorola en Qualcomm.

Hoe is de productie van LiFePo4-batterijen

De belangrijkste componenten voor de productie van LiFePo4-batterijen worden in de fabriek geleverd in de vorm van een donkergrijs poeder met een metaalachtige glans. Het productieschema van de anoden en kathoden is hetzelfde, maar vanwege de ontoelaatbaarheid van het mengen van de componenten worden alle technologische bewerkingen in verschillende werkplaatsen uitgevoerd. Alle productie is verdeeld in verschillende fasen.

Eerste stap Creatie van elektroden. Hiervoor wordt de afgewerkte chemische samenstelling aan beide zijden bedekt met een metaalfolie (meestal aluminium voor de kathode en koper voor de anode). De folie is voorbehandeld met een suspensie zodat deze kan fungeren als een stroomontvanger en een geleidend element. Afgewerkte elementen worden in dunne reepjes gesneden en meerdere keren gevouwen, waarbij vierkante cellen worden gevormd.

Tweede stap. Direct batterij montage. Celvormige kathoden en anoden worden aan beide zijden van de separator van poreus materiaal geplaatst, stevig daaraan bevestigd. Het resulterende blok wordt in een plastic container geplaatst, gevuld met elektrolyt en afgesloten.

De laatste fase. Batterij laden / ontladen test. Opladen produceert een geleidelijke toename van de spanning, zodat er geen explosie of ontsteking optreedt door het vrijkomen van een grote hoeveelheid warmte. Om te ontladen, is de batterij aangesloten op een krachtige consument. Zonder afwijkingen te detecteren, worden voltooide artikelen naar de klant verzonden.

Het werkingsprincipe en de lithium-fosfaatbatterij van het apparaat

LFP-batterijen bestaan ​​uit elektroden die aan beide zijden strak tegen de poreuze afscheider zijn gedrukt. Om de apparaten van stroom te voorzien, zijn zowel de kathode als de anode verbonden met stroomcollectoren. Alle componenten worden in een plastic behuizing geplaatst, gevuld met elektrolyt. Een controller is op de behuizing geplaatst, die de stroomvoorziening tijdens het opladen regelt.

Het werkingsprincipe van LiFePo4-batterijen is gebaseerd op de interactie van lithiumferrofosfaat en koolstof. De reactie zelf verloopt volgens de formule:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFePO₄ + LiC₆

De oplaaddrager van de batterij is een positief geladen lithium-ion. Het heeft het vermogen om door te dringen in het kristalrooster van andere materialen, met de vorming van chemische bindingen.

Specificaties LiFePo4-batterijen

Ongeacht de fabrikant hebben alle LFP-cellen dezelfde specificaties:

• piekspanning - 3,65 V;
• spanning op het middelpunt - 3,3 V;
• spanning in volledig ontladen toestand - 2,0 V;
• nominale bedrijfsspanning - 3,0 - 3,3 V;
• minimale spanning onder belasting - 2,8 V;
• duurzaamheid - van 2 tot 7 duizend laad / ontlaadcycli;
• zelfladend bij een temperatuur van 15-18 ° C^over - tot 5% per jaar.

De gepresenteerde technische specificaties hebben specifiek betrekking op LiFePo4-cellen. Afhankelijk van hoeveel van hen worden gecombineerd door één batterij, zullen de parameters van de batterijen variëren.

Instanties van binnenlandse productie hebben de volgende kenmerken:

• capaciteit - tot 2000 Ah;
• spanning - 12 v, 24v, 36v en 48v;
• met een bereik van bedrijfstemperaturen - van -30 tot +60 ° C^over;
• met een laadstroom - van 4 tot 30A.

Alle batterijen verliezen hun kwaliteit niet tijdens opslag gedurende 15 jaar, hebben een stabiele spanning en worden gekenmerkt door lage toxiciteit.

Wat zijn LiFePo4-batterijen

In tegenstelling tot onze gebruikelijke batterijen, die zijn gemarkeerd met AA of AAA, hebben lithium-ijzerfosfaatcellen een geheel andere markering van de vormfactor - hun afmetingen zijn gecodeerd met een 5-cijferig nummer. Ze worden allemaal in de tabel gepresenteerd.

Zelfs zonder een tafel met een markering voor u, kunt u eenvoudig door de afmetingen van de batterij navigeren. De eerste twee cijfers van de code geven de diameter aan, de rest geeft de lengte van de stroombron (mm) aan. Het cijfer 5 aan het einde van sommige maten komt overeen met een halve millimeter.

Lithium-ijzerfosfaatbatterij: voor- en nadelen

LFP-batterijen zijn gebaseerd op Li-iontechnologie, waardoor ze alle voordelen van deze stroombronnen konden opnemen en tegelijkertijd hun inherente nadelen konden wegwerken.

Een van de belangrijkste voordelen zijn:

1. Duurzaamheid - tot 7.000 cycli.
2. Hoge laadstroom, die de tijd voor het bijvullen van energie vermindert.
3. Stabiele bedrijfsspanning, die niet daalt totdat de lading volledig is verbruikt.
4. Hoge piekspanning - 3,65 Volt.
5. Hoog nominaal vermogen.
6. Licht van gewicht - tot enkele kilo's.
7. Lage milieuvervuiling tijdens verwijdering.
8. Vorstbestendigheid - werken is mogelijk bij een temperatuur van -30 tot + 60 ° C^over.

Maar de batterijen hebben ook nadelen. De eerste hiervan is hoge kosten. De prijs van een element voor 20 Ah kan 35 duizend roebel bereiken. Het tweede en laatste nadeel is de moeilijkheid om zelf een batterij te monteren, in tegenstelling tot lithium-ioncellen. Andere voor de hand liggende minnen in deze stroombronnen zijn nog niet geïdentificeerd.

Opladers en hoe LiFePo4 op te laden

Opladers voor LiFePo4-batterijen verschillen praktisch niet van conventionele omvormers. In het bijzonder is het mogelijk om een ​​grote stroomsterkte aan de uitgang op te nemen - tot 30A, die wordt gebruikt om cellen snel op te laden.

Bij het kopen van een kant-en-klaar batterijpakket mogen zich geen problemen voordoen bij het opladen. In hun ontwerp is elektronische besturing geïntegreerd, die alle cellen beschermt tegen een volledige ontlading en oververzadiging van elektriciteit. Dure systemen gebruiken een balanceringsbord dat de energie gelijkmatig verdeelt over alle cellen van het apparaat.

Bij het opladen is het belangrijk om de aanbevolen stroomsterkte niet te overschrijden als u laders van derden gebruikt. Dit vermindert de levensduur van de batterij met meerdere keren in een enkele lading. Als de batterij warm wordt of zwelt, overschrijdt de stroomsterkte de toegestane waarden.

Waar worden LiFePo4-batterijen gebruikt?

LFP-batterijen zijn van groot belang voor de industrie. Ze worden gebruikt om de werking van apparaten in weerstations en ziekenhuizen te handhaven. Ze worden ook geïmplementeerd als een buffer in windparken en gebruikt om energie van zonnepanelen te verzamelen.

12V-batterijen worden in moderne auto's gebruikt in plaats van de gebruikelijke loodzuurelementen.LiFePo4-ontwerpen worden geïnstalleerd als de belangrijkste stroombron voor elektrische fietsen en ATV's, motorboten.

Op grote schaal hun belang in het dagelijks leven. Ze zijn ingebouwd in telefoons, tablets en zelfs schroevendraaiers. Dergelijke apparaten verschillen echter aanzienlijk in prijs van hun minder technologische tegenhangers. Daarom is het nog steeds moeilijk om ze op de markt te ontmoeten.

Regels voor opslag, gebruik en verwijdering van LiFePo4

Voordat u de LFP-batterij voor langdurige opslag verzendt, is het noodzakelijk om deze tot 40-60% op te laden en dit laadniveau te handhaven gedurende de hele periode van conservering. Bewaar de batterij op een droge plaats waar de temperatuur niet onder kamertemperatuur daalt.

Tijdens bedrijf moeten de vereisten van de fabrikant worden nageleefd. Het is belangrijk dat u de batterij niet oververhit. Als u merkt dat de batterij ongelijkmatig opwarmt tijdens gebruik of opladen, moet u contact opnemen met het reparatiecentrum - misschien is een van de cellen defect of zijn er storingen in de besturingseenheid of de balancering. Hetzelfde moet worden gedaan wanneer blaren verschijnen.

Voor een correcte verwijdering van een batterij die de levensduur ervan volledig heeft bereikt, dient u contact op te nemen met een bedrijf dat zich hierin specialiseert. U zult dus niet alleen als een bewuste burger optreden, maar u zult er ook geld aan kunnen verdienen. Als u de batterij echter gewoon naar een stortplaats stuurt, gebeurt er niets ergs.