Pin LiFePO4

Thị trường hiện đại được trang bị đầy đủ các thiết bị điện tử. Đối với chức năng của họ, ngày càng nhiều nguồn năng lượng tiên tiến đang được phát triển. Trong số đó, một vị trí đặc biệt được chiếm bởi pin lithium sắt phosphate. Chúng an toàn, có công suất điện lớn, thực tế không thải độc tố và có độ bền cao. Có lẽ chẳng bao lâu nữa, những cục pin này sẽ bị loại khỏi thiết bị của "anh em".

Pin lithium sắt phosphate là gì

Pin LiFePo4 là nguồn cung cấp năng lượng cao và đáng tin cậy với hiệu suất cao. Họ tích cực thay thế không chỉ axit chì đã lỗi thời mà cả pin Li-ion hiện đại. Ngày nay, dữ liệu pin được tìm thấy không chỉ trong các thiết bị công nghiệp, mà còn trong các thiết bị gia dụng - từ điện thoại thông minh đến xe đạp điện.

Pin LFP được phát triển bởi Đại học Công nghệ Massachusetts vào năm 2003. Cơ sở của họ là một công nghệ Li-ion cải tiến với thành phần hóa học đã được sửa đổi: lithium ferrophosphate được sử dụng cho cực dương thay vì lithium cobaltate. Pin được phân phối rộng rãi nhờ các công ty như Motorola và Qualcomm.

Việc sản xuất pin LiFePo4 như thế nào

Các thành phần chính để sản xuất pin LiFePo4 được cung cấp cho nhà máy dưới dạng bột màu xám đen với ánh kim loại. Sơ đồ sản xuất cực dương và cực âm là như nhau, nhưng do không thể trộn lẫn các thành phần, tất cả các hoạt động công nghệ được thực hiện tại các xưởng khác nhau. Tất cả sản xuất được chia thành nhiều giai đoạn.

Bước đầu tiên. Tạo điện cực. Đối với điều này, thành phần hóa học thành phẩm được phủ trên cả hai mặt bằng một lá kim loại (thường là nhôm cho cực âm, và đồng cho cực dương). Các lá được xử lý trước với một hệ thống treo để nó có thể hoạt động như một máy thu hiện tại và một yếu tố dẫn điện. Các yếu tố hoàn thành được cắt thành dải mỏng và gấp nhiều lần, tạo thành các ô vuông.

Bước thứ hai. Lắp ráp pin trực tiếp. Các cực âm và cực dương ở dạng tế bào được đặt trên cả hai mặt của dải phân cách của vật liệu xốp, cố định chặt chẽ trên nó. Khối kết quả được đặt trong một hộp nhựa, chứa đầy chất điện phân và niêm phong.

Giai đoạn cuối cùng. Kiểm tra sạc / xả pin. Sạc tạo ra sự tăng dần điện áp để không có vụ nổ hoặc đánh lửa do giải phóng một lượng nhiệt lớn. Để xả, pin được kết nối với một người tiêu dùng mạnh mẽ. Không tiết lộ độ lệch, các mục đã hoàn thành được gửi đến khách hàng.

Nguyên lý hoạt động và thiết bị pin lithium iron phosphate

Pin LFP bao gồm các điện cực được ép chặt vào dải phân cách xốp ở cả hai bên. Để cấp nguồn cho các thiết bị, cả cực âm và cực dương đều được kết nối với các bộ thu hiện tại. Tất cả các thành phần được đặt trong một hộp nhựa, chứa đầy chất điện phân. Một bộ điều khiển được đặt trên vỏ, điều chỉnh nguồn cung cấp hiện tại trong khi sạc.

Nguyên lý hoạt động của pin LiFePo4 dựa trên sự tương tác của lithium ferrophosphate và carbon. Phản ứng tự tiến hành theo công thức:

LiFePO₄ + 6C → Li_{1 x}Fepo₄ + LiC₆

Chất mang điện tích của pin là một ion lithium tích điện dương. Nó có khả năng thâm nhập vào mạng tinh thể của các vật liệu khác, với sự hình thành các liên kết hóa học.

Thông số kỹ thuật pin LiFePo4

Bất kể nhà sản xuất, tất cả các tế bào LFP đều có cùng thông số kỹ thuật:

• điện áp cực đại - 3,65 V;
• điện áp tại điểm giữa - 3,3 V;
• điện áp ở trạng thái phóng điện hoàn toàn - 2.0 V;
• điện áp hoạt động định mức - 3.0-3.3 V;
• điện áp tối thiểu dưới tải - 2,8 V;
• độ bền - từ 2 đến 7 nghìn chu kỳ sạc / xả;
• tự tải ở nhiệt độ 15-18 C^về - lên tới 5% mỗi năm.

Các thông số kỹ thuật được trình bày liên quan cụ thể đến các tế bào LiFePo4. Tùy thuộc vào số lượng chúng được kết hợp bởi một pin, các thông số của pin sẽ khác nhau.

Các trường hợp sản xuất trong nước có các đặc điểm sau:

• công suất - lên tới 2000 Ah;
• điện áp - 12 v, 24v, 36v và 48v;
• với dải nhiệt độ hoạt động - từ -30 đến +60 C^về;
• với dòng điện tích - từ 4 đến 30A.

Tất cả các pin không mất chất lượng trong quá trình lưu trữ trong 15 năm, có điện áp ổn định và được đặc trưng bởi độc tính thấp.

Pin LiFePo4 là gì

Không giống như pin thông thường của chúng tôi, được đánh dấu bằng ký hiệu AA hoặc AAA, các tế bào phosphate sắt lithium có một dấu hiệu hoàn toàn khác về yếu tố hình thức - kích thước của chúng được mã hóa với một số gồm 5 chữ số. Tất cả chúng được trình bày trong bảng.

Ngay cả khi không có bảng có dấu trước mặt, bạn có thể dễ dàng điều hướng kích thước của pin. Hai chữ số đầu tiên của mã chỉ đường kính, phần còn lại chỉ độ dài của nguồn điện (mm). Số 5 ở cuối một số kích thước tương ứng với nửa milimét.

Pin lithium Iron Phosphate: Ưu và nhược điểm

Pin LFP dựa trên công nghệ Li-ion, cho phép chúng kết hợp tất cả các lợi thế của các nguồn năng lượng này, đồng thời loại bỏ các nhược điểm vốn có của chúng.

Trong số những lợi thế chính là:

1. Độ bền - lên đến 7.000 chu kỳ.
2. Dòng sạc cao, làm giảm thời gian bổ sung năng lượng.
3. Điện áp hoạt động ổn định, không giảm cho đến khi sạc hoàn toàn.
4. Điện áp cực đại - 3,65 Vôn.
5. Công suất đánh giá cao.
6. Trọng lượng nhẹ - lên đến vài kg.
7. Ô nhiễm môi trường thấp trong quá trình xử lý.
8. Khả năng chống băng giá - có thể làm việc ở nhiệt độ từ -30 đến + 60C^về.

Nhưng pin cũng có nhược điểm. Đầu tiên trong số này là chi phí cao. Giá của một nguyên tố cho 20 Ah có thể đạt tới 35 nghìn rúp. Hạn chế thứ hai và cuối cùng là khó khăn trong việc tự lắp ráp pin, không giống như các tế bào lithium-ion. Những nhược điểm rõ ràng khác trong các nguồn năng lượng này vẫn chưa được xác định.

Bộ sạc và cách sạc LiFePo4

Bộ sạc cho pin LiFePo4 trên thực tế không khác gì các bộ biến tần thông thường. Đặc biệt, có thể ghi lại cường độ dòng điện lớn ở đầu ra - lên đến 30A, được sử dụng để sạc nhanh các tế bào.

Khi mua một bộ pin làm sẵn, không nên phát sinh khó khăn với việc sạc pin. Trong thiết kế của họ, điều khiển điện tử được tích hợp, giúp bảo vệ tất cả các tế bào khỏi sự phóng điện hoàn toàn và siêu bão hòa điện. Các hệ thống đắt tiền sử dụng bảng cân bằng phân phối đồng đều năng lượng giữa tất cả các tế bào của thiết bị.

Khi sạc lại, điều quan trọng là không vượt quá cường độ được khuyến nghị nếu bạn sử dụng bộ sạc của bên thứ ba. Điều này sẽ giảm tuổi thọ pin nhiều lần trong một lần sạc. Nếu pin nóng lên hoặc phồng lên, thì cường độ vượt quá giá trị cho phép.

Pin LiFePo4 được sử dụng ở đâu?

Pin LFP có tầm quan trọng lớn đối với ngành công nghiệp. Chúng được sử dụng để duy trì khả năng hoạt động của các thiết bị tại các trạm thời tiết và bệnh viện. Chúng cũng được thực hiện như một bộ đệm trong các trang trại gió và được sử dụng để tích lũy năng lượng từ các tấm pin mặt trời.

Pin 12 v bắt đầu được sử dụng trong xe hơi hiện đại thay vì các thành phần axit chì thông thường.Các thiết kế LiFePo4 được lắp đặt làm nguồn năng lượng chính cho xe đạp điện và ATV, thuyền máy.

Tầm quan trọng của họ trong cuộc sống hàng ngày. Chúng được tích hợp vào điện thoại, máy tính bảng và thậm chí cả tua vít. Tuy nhiên, các thiết bị như vậy khác nhau đáng kể về giá so với các đối tác công nghệ ít hơn của chúng. Do đó, gặp họ trên thị trường vẫn còn khó khăn.

Quy tắc lưu trữ, vận hành và xử lý LiFePo4

Trước khi gửi pin LFP để lưu trữ lâu dài, cần phải sạc tới 40-60% và duy trì mức sạc này trong toàn bộ thời gian bảo tồn. Giữ pin ở nơi khô ráo, nơi nhiệt độ không giảm xuống dưới nhiệt độ phòng.

Trong quá trình hoạt động, các yêu cầu của nhà sản xuất phải được tuân theo. Điều quan trọng là không quá nóng pin. Nếu bạn nhận thấy pin nóng lên không đều trong quá trình vận hành hoặc sạc lại, thì bạn nên liên hệ với trung tâm sửa chữa - có lẽ một trong các tế bào đã bị hỏng hoặc có sự cố của bộ điều khiển hoặc bảng cân bằng. Điều tương tự nên được thực hiện khi mụn nước xuất hiện.

Để xử lý đúng cách pin đã hết tuổi thọ, bạn nên liên hệ với một công ty chuyên về việc này. Vì vậy, bạn sẽ không chỉ hành động như một công dân có ý thức, mà bạn cũng sẽ có thể kiếm tiền từ nó. Tuy nhiên, nếu bạn chỉ gửi pin đến bãi rác, thì sẽ không có gì xấu xảy ra.