Baterii LiFePO4

Piața modernă este plină cu o varietate de echipamente electronice. Pentru funcționarea lor, sunt dezvoltate surse de energie din ce în ce mai avansate. Printre acestea, un loc special îl ocupă bateriile cu fosfat de fier de litiu. Sunt sigure, au capacități electrice mari, practic nu emit toxine și sunt durabile. Poate că în curând aceste baterii vor fi forțate să iasă din dispozitivele „fraților” lor.

Ce este bateria cu fosfat de fier de litiu

Bateriile LiFePo4 sunt surse de alimentare de înaltă calitate și fiabile, cu performanțe ridicate. Acestea înlocuiesc activ nu numai acidul plumb învechit, dar și bateriile Li-ion moderne. Astăzi, datele despre baterii se găsesc nu numai în echipamentele industriale, ci și pe dispozitivele casnice - de la smartphone-uri la biciclete electrice.

Bateriile LFP au fost dezvoltate de către Universitatea de Tehnologie din Massachusetts în 2003. Baza lor este o tehnologie îmbunătățită Li-ion cu o compoziție chimică modificată: ferofosfat de litiu este utilizat pentru anod în loc de cobaltat de litiu. Bateria este distribuită pe scară largă datorită companiilor precum Motorola și Qualcomm.

Cum se produce producția de baterii LiFePo4

Principalele componente pentru fabricarea bateriilor LiFePo4 sunt furnizate în fabrică sub formă de pulbere gri închis cu un luciu metalic. Schema de producție a anodilor și catodilor este aceeași, dar datorită inadmisibilității amestecării componentelor, toate operațiunile tehnologice se desfășoară la diferite ateliere. Toată producția este împărțită în mai multe etape.

Primul pas. Crearea electrozilor. Pentru a face acest lucru, compoziția chimică finită este acoperită pe ambele părți cu o folie metalică (de obicei aluminiu pentru catod, și cupru pentru anod). Folia este tratată în prealabil cu o suspensie, astfel încât să poată acționa ca un receptor curent și un element conductor. Elementele finite sunt tăiate în benzi subțiri și pliate de mai multe ori, formând celule pătrate.

Al doilea pas. Ansamblu direct al bateriei. Catodii și anodii în formă de celule sunt așezați pe ambele părți ale separatorului de material poros, bine fixați la acesta. Blocul rezultat este plasat într-un recipient de plastic, umplut cu electrolit și sigilat.

Etapa finală. Test de încărcare / descărcare a bateriei. Încărcarea produce o creștere treptată a tensiunii, astfel încât nu există explozie sau aprindere din cauza eliberării unei cantități mari de căldură. Pentru descărcare, bateria este conectată la un consumator puternic. Fără a detecta abateri, articolele finite sunt trimise clientului.

Principiul funcționării și dispozitivul bateriei de fosfat de fier de litiu

Bateriile LFP constau din electrozi presați strâns pe separatorul poros pe ambele părți. Pentru a alimenta dispozitivele, atât catodul cât și anodul sunt conectate la colectoarele de curent. Toate componentele sunt plasate într-o cutie de plastic, umplute cu electrolit. Pe carcasă este plasat un controler, care reglează alimentarea curentă în timpul încărcării.

Principiul de funcționare al bateriilor LiFePo4 se bazează pe interacțiunea ferofosfatului de litiu și a carbonului. Reacția în sine se desfășoară conform formulei:

LiFePo₄ + 6C → Li_1-xFEPO₄ + LiC₆

Suportul de încărcare al bateriei este un ion de litiu încărcat pozitiv. Are capacitatea de a pătrunde în rețeaua de cristal a altor materiale, cu formarea de legături chimice.

Specificații Baterii LiFePo4

Indiferent de producător, toate celulele LFP au aceleași specificații:

• tensiunea de vârf - 3,65 V;
• tensiune la punctul mediu - 3,3 V;
• tensiune în stare complet descărcată - 2,0 V;
• tensiunea de funcționare nominală - 3,0-3,3 V;
• tensiune minimă sub sarcină - 2,8 V;
• durabilitate - de la 2 la 7 mii de cicluri de încărcare / descărcare;
• autoîncărcare la o temperatură de 15-18 C^despre - până la 5% pe an.

Specificațiile tehnice prezentate se referă în mod specific la celulele LiFePo4. În funcție de câte dintre ele sunt combinate cu o singură baterie, parametrii bateriilor vor varia.

Situațiile de producție internă au următoarele caracteristici:

• capacitate - până la 2000 Ah;
• tensiune - 12 v, 24v, 36v și 48v;
• cu o gamă de temperaturi de funcționare - de la -30 până la +60 C^despre;
• cu curent de încărcare - de la 4 la 30A.

Toate bateriile nu își pierd calitatea în timpul depozitării timp de 15 ani, au o tensiune stabilă și sunt caracterizate de o toxicitate scăzută.

Care sunt bateriile LiFePo4

Spre deosebire de bateriile noastre obișnuite, care sunt marcate cu simbolurile AA sau AAA, celulele fosfat de fier au un marcaj complet diferit al factorului de formă - dimensiunile lor sunt criptate cu un număr de 5 cifre. Toate sunt prezentate în tabel.

Chiar și fără o masă cu un marcaj în fața dvs., puteți naviga cu ușurință dimensiunile bateriei. Primele două cifre ale codului indică diametrul, restul indică lungimea sursei de alimentare (mm). Numărul 5 de la sfârșitul unor dimensiuni corespunde unei jumătăți de milimetru.

Baterie cu fosfat de fier de litiu: pro și contra

Bateriile LFP se bazează pe tehnologia Li-ion, care le-a permis să încorporeze toate avantajele acestor surse de energie și, în același timp, să scape de dezavantajele lor inerente.

Printre principalele avantaje se numără:

1. Durabilitate - până la 7.000 de cicluri.
2. Curent de încărcare ridicat, ceea ce reduce timpul de reumplere a energiei.
3. Tensiune de funcționare stabilă, care nu scade până la epuizarea completă a încărcării.
4. Tensiune de vârf înaltă - 3,65 Volți.
5. Capacitate ridicată
6. Greutate ușoară - până la mai multe kilograme.
7. Poluarea scăzută a mediului în timpul eliminării
8. Rezistența la îngheț - lucrul este posibil la o temperatură de la -30 până la + 60 ° C^despre.

Dar bateriile au și dezavantaje. Primul este costul ridicat. Prețul unui element pentru 20 Ah poate ajunge la 35 de mii de ruble. Al doilea și ultimul dezavantaj este dificultatea de a asambla o baterie pe care o puteți singur, spre deosebire de celulele cu ioni de litiu. Alte minusuri evidente din aceste surse de energie nu au fost încă identificate.

Încărcătoare și modul de încărcare LiFePo4

Încărcătoarele pentru bateriile LiFePo4 nu sunt practic diferite de invertoarele convenționale. În special, este posibil să se înregistreze o putere mare de curent la ieșire - până la 30A, care este utilizat pentru a încărca rapid celulele.

Când cumpărați un pachet de baterii gata pregătit, nu trebuie să apară dificultăți cu încărcarea lor. În proiectarea lor, controlul electronic este integrat, care protejează toate celulele de o descărcare completă și suprasaturare a energiei electrice. Sistemele costisitoare folosesc o placă de echilibrare care distribuie uniform energia între toate celulele dispozitivului.

Când reîncărcați, este important să nu depășiți amperajul recomandat dacă utilizați încărcătoare terțe. Acest lucru va reduce durata de viață a bateriei de mai multe ori într-o singură încărcare. Dacă bateria se încălzește sau se umflă, atunci amperajul depășește valorile admise.

Unde se folosesc bateriile LiFePo4?

Bateriile LFP au o importanță deosebită pentru industrie. Acestea sunt utilizate pentru a menține operativitatea dispozitivelor la stațiile meteo și spitale. De asemenea, sunt implementate ca tampon în fermele eoliene și sunt folosite pentru a acumula energie din panourile solare.

Bateriile 12v încep să fie utilizate în mașinile moderne în loc de elementele obișnuite cu plumb.Modelele LiFePo4 sunt instalate ca principală sursă de alimentare pentru biciclete electrice și ATV-uri, bărci cu motor.

În mare parte importanța lor în viața de zi cu zi. Sunt încorporate în telefoane, tablete și chiar șurubelnițe. Cu toate acestea, aceste dispozitive diferă semnificativ în ceea ce privește prețul de omologii lor mai puțin tehnologici. Prin urmare, întâlnirea lor pe piață este încă dificilă.

Reguli pentru depozitarea, operarea și eliminarea LiFePo4

Înainte de a trimite bateria LFP pentru stocare pe termen lung, este necesar să o încărcați până la 40-60% și să mențineți acest nivel de încărcare pe întreaga perioadă de conservare. Păstrați bateria într-un loc uscat unde temperatura să nu scadă sub temperatura camerei.

În timpul funcționării, trebuie respectate cerințele producătorului. Este important să nu supraîncălziți bateria. Dacă observați că bateria se încălzește inegal în timpul funcționării sau reîncărcării, atunci trebuie să contactați centrul de reparații - poate una dintre celule a eșuat sau există defecțiuni ale unității de control sau ale plăcii de echilibrare. Același lucru ar trebui făcut atunci când apar blistere.

Pentru eliminarea corectă a unei baterii care și-a epuizat complet viața, trebuie să contactați o companie specializată în acest aspect. Deci, nu veți acționa doar ca un cetățean conștient, dar veți putea, de asemenea, să câștigați bani pe el. Cu toate acestea, dacă trimiteți doar bateria la un depozit, atunci nu se va întâmpla nimic rău.