LiFePO4-batterier

Den moderna marknaden är fylld med en mängd olika elektroniska apparater. För att de ska fungera utvecklas fler och mer avancerade kraftkällor. Bland dem är en speciell plats ockuperad av litiumjärnfosfatbatterier. De är säkra, har stora elektriska kapaciteter, avger praktiskt taget inte gifter och är hållbara. Kanske kommer dessa batterier snart att tvingas ur sina "bröder".

Vad är litiumjärnfosfatbatteri

LiFePo4-batterier är högkvalitativa och pålitliga strömförsörjningar med hög prestanda. De förskjuter aktivt inte bara föråldrad blysyra utan också moderna Li-ion-batterier. Idag hittas batteridata inte bara i industriell utrustning utan också i hushållsapparater - från smartphones till elcyklar.

LFP-batterier utvecklades av Massachusetts University of Technology 2003. Deras bas är en förbättrad Li-ion-teknik med en modifierad kemisk sammansättning: litiumferrofosfat används för anoden istället för litiumkobaltat. Batteriet distribueras brett tack vare företag som Motorola och Qualcomm.

Hur är produktionen av LiFePo4-batterier

Huvudkomponenterna för tillverkning av LiFePo4-batterier levereras till fabriken i form av ett mörkgrått pulver med metallglans. Produktionsschemat för anoderna och katoderna är desamma, men på grund av att blandningarna av komponenterna inte kan tas upp till prövning utförs alla tekniska operationer på olika verkstäder. All produktion delas in i flera steg.

Första steget. Skapande av elektroder. För detta beläggs den färdiga kemiska sammansättningen på båda sidor med en metallfolie (vanligtvis aluminium för katoden och koppar för anoden). Folien förbehandlas med en upphängning så att den kan fungera som en strömmottagare och ett ledande element. Färdiga element skärs i tunna remsor och vikas flera gånger och bildar fyrkantiga celler.

Andra steget. Direkt batteri montering. Cellformade katoder och anoder placeras på båda sidor om separatorn av poröst material, tätt fixerade till det. Det resulterande blocket placeras i en plastbehållare, fylls med elektrolyt och förseglas.

Den sista etappen. Batteriladdning / urladdningstest. Laddning ger en gradvis ökad spänning så att det inte sker någon explosion eller antändning på grund av att en stor mängd värme släpps. För att ladda ur, är batteriet anslutet till en kraftfull konsument. Utan att upptäcka avvikelser skickas färdiga artiklar till kunden.

Funktionsprincipen och enheten litiumjärnfosfatbatteri

LFP-batterier består av elektroder pressade tätt mot den porösa separatorn på båda sidor. För att driva enheterna är både katoden och anoden ansluten till strömsamlare. Alla komponenter placeras i ett plasthölje, fyllt med elektrolyt. En styrenhet placeras på fodralet, som reglerar strömförsörjningen under laddning.

Principen för drift av LiFePo4-batterier är baserad på samverkan mellan litiumferrofosfat och kol. Reaktionen i sig fortskrider enligt formeln:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFePO₄ + LiC₆

Batteriets laddningsbärare är en positivt laddad litiumjon. Det har förmågan att tränga in i kristallgitteret i andra material med bildning av kemiska bindningar.

Specifikationer LiFePo4-batterier

Oavsett tillverkare har alla LFP-celler samma specifikationer:

• toppspänning - 3,65 V;
• spänning vid mittpunkten - 3,3 V;
• spänning i helt urladdat tillstånd - 2,0 V;
• nominell driftsspänning - 3,0-3,3 V;
• minsta spänning under belastning - 2,8 V;
• hållbarhet - från 2 till 7 tusen laddnings- / urladdningscykler;
• självbelastning vid en temperatur av 15-18 ° C^om - upp till 5% per år.

De tekniska specifikationerna som presenteras avser specifikt LiFePo4-celler. Beroende på hur många av dem som kombineras av ett batteri kommer batteriernas parametrar att variera.

Förekomsten av inhemsk produktion har följande egenskaper:

• kapacitet - upp till 2000 Ah;
• spänning - 12 v, 24v, 36v och 48v;
• med ett antal driftstemperaturer - från -30 till +60 C^om;
• med en laddningsström - från 4 till 30A.

Alla batterier förlorar inte sin kvalitet under lagring på 15 år, har en stabil spänning och kännetecknas av låg toxicitet.

Vad är LiFePo4-batterier

Till skillnad från våra vanliga batterier, som är markerade med symbolerna AA eller AAA, har litiumjärnfosfatceller en helt annan märkning av formfaktorn - deras storlekar är krypterade med ett 5-siffrigt nummer. Alla presenteras i tabellen.

Även utan bord med en markering framför dig kan du enkelt navigera i batteriets dimensioner. De två första siffrorna i koden indikerar diameter, resten anger strömkällans längd (mm). Antalet 5 i slutet av vissa storlekar motsvarar en halv millimeter.

Litiumjärnfosfatbatteri: För- och nackdelar

LFP-batterier är baserade på Li-ion-teknik, vilket gjorde det möjligt för dem att integrera alla fördelarna med dessa strömkällor, och samtidigt bli av med sina inneboende nackdelar.

Bland de viktigaste fördelarna är:

1. Hållbarhet - upp till 7000 cykler.
2. Hög laddningsström, vilket minskar energipåfyllningstiden.
3. Stabil driftspänning, som inte sjunker förrän laddningen är helt slut.
4. Hög toppspänning - 3,65 volt.
5. Hög klassificerad kapacitet.
6. Lätt vikt - upp till flera kilogram.
7. Låg miljöförorening under bortskaffande
8. Frostmotstånd - arbete är möjligt vid en temperatur från -30 till + 60C^om.

Men batterierna har också nackdelar. Den första är höga kostnader. Priset för ett element för 20 Ah kan nå 35 tusen rubel. Den andra och sista nackdelen är svårigheten att montera ett batteri kan själv, till skillnad från litiumjonceller. Andra uppenbara minus i dessa kraftkällor har ännu inte identifierats.

Laddare och hur man laddar LiFePo4

Laddare för LiFePo4-batterier skiljer sig praktiskt taget inte från konventionella växelriktare. Speciellt är det möjligt att spela in en stor strömstyrka vid utgången - upp till 30A, som används för att snabbt ladda celler.

När du köper ett färdigt batteripaket bör svårigheter med laddningen inte uppstå. I deras design är elektronisk styrning integrerad, som skyddar alla celler från en fullständig urladdning och övermättnad av el. Dyra system använder ett balanskort som jämnt fördelar energi mellan alla celler på enheten.

Vid laddning är det viktigt att du inte överskrider den rekommenderade strömstyrkan om du använder tredjepartsladdare. Detta kommer att minska batteriets livslängd med flera gånger vid en enda laddning. Om batteriet värms upp eller sväller, överstiger strömstyrkan de tillåtna värdena.

Var används LiFePo4-batterier?

LFP-batterier är av stor betydelse för branschen. De används för att upprätthålla driften av enheter på väderstationer och sjukhus. De implementeras också som en buffert i vindkraftsparker och används för att samla energi från solpaneler.

12v-batterier börjar användas i moderna bilar istället för de vanliga bly-syraelementen.LiFePo4-konstruktioner är installerade som huvudströmkälla för elektriska cyklar och terränghjulingar, motorbåtar.

Mycket deras betydelse i vardagen. De är inbyggda i telefoner, surfplattor och till och med skruvmejslar. Sådana enheter skiljer sig dock betydligt i pris från sina mindre tekniska motsvarigheter. Därför är det fortfarande svårt att träffa dem på marknaden.

Regler för lagring, drift och bortskaffande av LiFePo4

Innan du skickar LFP-batteriet för långvarig lagring, är det nödvändigt att ladda det upp till 40-60% och upprätthålla denna laddningsnivå under hela bevarandeperioden. Förvara batteriet på en torr plats där temperaturen inte sjunker under rumstemperatur.

Under drift måste tillverkarens krav följas. Det är viktigt att inte överhettas batteriet. Om du märker att batteriet värms upp ojämnt under drift eller laddning, bör du kontakta reparationscentret - kanske har en av cellerna misslyckats, eller om det finns fel på styrenheten eller balanspanelen. Detsamma bör göras när blåsor visas.

För korrekt bortskaffande av ett batteri som helt har uttömt sin resurs bör du kontakta ett företag som är specialiserat på detta. Så du kommer inte bara att agera som en medveten medborgare, utan du kan också tjäna pengar på den. Men om du bara skickar batteriet till en deponi, kommer ingenting dåligt att hända.