LiFePO4-batterier

Det moderne markedet er fylt med en rekke elektroniske utstyr. For å fungere, utvikles mer og mer avanserte kraftkilder. Blant dem er et spesielt sted okkupert av litiumjernfosfatbatterier. De er trygge, har store elektriske kapasiteter, slipper praktisk talt ikke ut giftstoffer og er holdbare. Kanskje snart vil disse batteriene bli tvunget ut av enhetene til sine "brødre".

Hva er litiumjernfosfatbatteri

LiFePo4-batterier er høykvalitets og pålitelige strømforsyninger med høy ytelse. De fortrenger aktivt ikke bare foreldede bly-syre, men også moderne Li-ion-batterier. I dag finnes batteridata ikke bare i industrielt utstyr, men også i husholdningsapparater - fra smarttelefoner til elektriske sykler.

LFP-batterier ble utviklet av Massachusetts University of Technology i 2003. Deres grunnlag er en forbedret Li-ion-teknologi med en modifisert kjemisk sammensetning: litiumferrofosfat brukes til anoden i stedet for litiumkobaltat. Batteriet er bredt distribuert takket være selskaper som Motorola og Qualcomm.

Hvordan er produksjonen av LiFePo4-batterier

Hovedkomponentene for fremstilling av LiFePo4-batterier leveres til fabrikken i form av et mørkegrått pulver med en metallisk glans. Produksjonsskjemaet til anodene og katodene er det samme, men på grunn av utilgjengeligheten av å blande komponentene, utføres alle teknologiske operasjoner på forskjellige verksteder. All produksjon er delt inn i flere stadier.

Første trinn. Oppretting av elektroder. For dette blir den ferdige kjemiske sammensetningen belagt på begge sider med en metallfolie (vanligvis aluminium for katoden, og kobber for anoden). Folien er forhåndsbehandlet med en fjæring slik at den kan fungere som en strømmottaker og et ledende element. Ferdige elementer kuttes i tynne strimler og brettes flere ganger, og danner firkantede celler.

Andre trinn. Direkte batteri montering. Katodene og anodene i form av celler er plassert på begge sider av separatoren av porøst materiale, tett festet på den. Den resulterende blokken blir plassert i en plastbeholder, fylt med elektrolytt og forseglet.

Den siste fasen. Batteriladning / utladningstest. Lading gir en gradvis økning i spenningen, slik at det ikke er eksplosjon eller antennelse på grunn av frigjøring av en stor mengde varme. For å tømme, er batteriet koblet til en kraftig forbruker. Uten å oppdage avvik sendes ferdige varer til kunden.

Prinsippet om drift og enheten litiumjernfosfatbatteri

LFP-batterier består av elektroder presset tett mot den porøse separatoren på begge sider. For å drive enhetene er både katoden og anoden koblet til gjeldende samlere. Alle komponentene er plassert i en plastkasse, fylt med elektrolytt. En kontroller er plassert på saken, som regulerer strømtilførselen under lading.

Prinsippet om drift av LiFePo4-batterier er basert på samspillet mellom litiumferrofosfat og karbon. Selve reaksjonen fortsetter i henhold til formelen:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFePO₄ + LiC₆

Batteriets ladebærer er et positivt ladet litiumion. Den har evnen til å trenge inn i krystallgitteret til andre materialer, med dannelse av kjemiske bindinger.

Spesifikasjoner LiFePo4-batterier

Uansett produsent har alle LFP-celler de samme spesifikasjonene:

• topp spenning - 3,65 V;
• spenning i midtpunktet - 3,3 V;
• spenning i fullstendig utladet tilstand - 2,0 V;
• nominell driftsspenning - 3,0-3,3 V;
• minste spenning under belastning - 2,8 V;
• holdbarhet - fra 2 til 7000 ladnings- / utladningssykluser;
• selvbelastning ved en temperatur på 15-18 ° C^omtrent - opptil 5% per år.

De tekniske spesifikasjonene som presenteres, gjelder spesielt LiFePo4-celler. Avhengig av hvor mange av dem som er kombinert av ett batteri, vil parametrene til batteriene variere.

Forekomster av innenlandsk produksjon har følgende egenskaper:

• kapasitet - opp til 2000 Ah;
• spenning - 12 v, 24v, 36v og 48v;
• med en rekke driftstemperaturer - fra -30 til +60 C^omtrent;
• med ladestrøm - fra 4 til 30A.

Alle batterier mister ikke kvaliteten under lagring på 15 år, har en stabil spenning og er preget av lav toksisitet.

Hva er LiFePo4-batterier

I motsetning til våre vanlige batterier, som er merket med symbolene AA eller AAA, har litiumjernfosfatceller en helt annen markering av formfaktoren - deres størrelser er kryptert med et 5-sifret nummer. Alle er presentert i tabellen.

Selv uten et bord med en markering foran deg, kan du enkelt navigere i dimensjonene på batteriet. De to første sifrene i koden indikerer diameteren, resten angir lengden på strømkilden (mm). Tallet 5 på slutten av noen størrelser tilsvarer en halv millimeter.

Litiumjernfosfatbatteri: Fordeler og ulemper

LFP-batterier er basert på Li-ion-teknologi, som gjorde det mulig for dem å innlemme alle fordelene med disse strømkildene, og samtidig bli kvitt de iboende ulempene.

Blant de viktigste fordelene er:

1. Holdbarhet - opptil 7000 sykluser.
2. Høy ladestrøm, noe som reduserer energifyllingstiden.
3. Stabil driftsspenning, som ikke faller før ladingen er helt oppbrukt.
4. Høy toppspenning - 3,65 volt.
5. Høy nominell kapasitet.
6. Lett vekt - opptil flere kilo.
7. Lav miljøforurensning under avhending.
8. Frostmotstand - arbeid er mulig ved en temperatur fra -30 til + 60C^omtrent.

Men batteriene har også ulemper. Den første av disse er høye kostnader. Prisen på et element for 20 Ah kan nå 35 tusen rubler. Den andre og siste ulempen er vanskeligheten med å sette sammen et batteri kan selv, i motsetning til litium-ion-celler. Andre åpenbare minuser i disse kraftkildene er ennå ikke identifisert.

Ladere og hvordan lade LiFePo4

Ladere for LiFePo4-batterier er praktisk talt ikke forskjellige fra konvensjonelle omformere. Spesielt er det mulig å registrere en stor strømstyrke ved utgangen - opp til 30A, som brukes til å raskt lade celler.

Når du kjøper en ferdig batteripakke, bør det ikke oppstå problemer med ladingen. I utformingen deres er elektronisk kontroll integrert, som beskytter alle celler mot fullstendig utladning og overmettet strøm. Dyre systemer bruker et balanseringsbrett som jevnt fordeler energi mellom alle celler på enheten.

Når du lader er det viktig å ikke overskride den anbefalte strømstyrken hvis du bruker tredjepartsladere. Dette vil redusere batteriets levetid flere ganger på en enkelt lading. Hvis batteriet varmes opp eller sveller, overskrider strømstyrken de tillatte verdiene.

Hvor brukes LiFePo4-batterier?

LFP-batterier er av stor betydning for industrien. De brukes til å opprettholde driften av enheter på værstasjoner og sykehus. De implementeres også som en buffer i vindparker og brukes til å samle energi fra solcellepaneler.

12v batterier begynner å bli brukt i moderne biler i stedet for de vanlige blysyreelementene.LiFePo4-design er installert som hovedkraftkilde for elektriske sykler og terrengkjøretøyer, motorbåter.

Mye viktig i hverdagen. De er innebygd i telefoner, nettbrett og til og med skrutrekkere. Slike enheter skiller seg imidlertid betydelig i pris fra sine mindre teknologiske kolleger. Derfor er det fremdeles vanskelig å møte dem på markedet.

Regler for lagring, drift og avhending av LiFePo4

Før du sender LFP-batteriet til langtidslagring, er det nødvendig å lade det opp til 40-60% og opprettholde dette ladningsnivået gjennom hele bevaringsperioden. Hold batteriet på et tørt sted der temperaturen ikke faller under romtemperatur.

Under drift må produsentens krav følges. Det er viktig å ikke overopphete batteriet. Hvis du merker at batteriet varmes opp ujevnt under drift eller lading, bør du kontakte reparasjonssentralen - kanskje en av cellene har mislyktes, eller det er funksjonsfeil i kontrollenheten eller balanseringsbrettet. Det samme bør gjøres når det kommer blemmer.

For korrekt avhending av et batteri som har fullstendig oppbrukt ressursen, bør du kontakte et selskap som spesialiserer seg på dette. Så du vil ikke bare oppføre deg som en bevisst innbygger, men du vil også kunne tjene penger på det. Imidlertid, hvis du bare sender batteriet til en søppelfylling, vil ingenting ille skje.