Lithium pin sắt phosphate: đặc điểm, ứng dụng

thiết bị hiện đại mỗi ngày đang trở thành phức tạp hơn và mạnh mẽ. tiêu chuẩn công nghệ cao làm cho nhu cầu cao để pin mà bây giờ cần phải kết hợp hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng, và có một nguồn cung cấp tăng sản lượng điện.

Sự ra đời của các loại mới sản xuất thiết bị điện, sự tăng tốc của quá trình này - tất cả điều này làm tăng nhu cầu điện, và pin hiện đại có thể không còn luôn gặp họ. Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất đã chọn để cải thiện công nghệ pin lithium-ion. Do đó sinh ra pin lithium sắt photphat (LiFePO4), mà là một hậu duệ tư tưởng của pin Li-ion.

thông tin lịch sử

LiFePO4, hoặc LFP, - khoáng thiên nhiên olivin gia đình, lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1996 bởi các nhà khoa học từ Đại học Texas, John Goodenough, người đang tìm kiếm cách để cải thiện nguồn năng lượng Li-ion. Đáng chú ý là một thực tế rằng các khoáng sản có độc tính thấp và ổn định nhiệt cao hơn so với bất cứ điều gì được biết đến tại thời điểm điện cực.

Bên cạnh đó nó gặp trong môi trường tự nhiên, và có chi phí thấp hơn. Hạn chế chính của các điện cực trên cơ sở LiFePO4 là công suất điện nhỏ, đó là lý do pin lithium sắt photphat đã ngừng được phát triển.

Nghiên cứu theo hướng này được tiếp tục vào năm 2003 tại Viện Công nghệ Massachusetts. Một nhóm các nhà khoa học làm việc trên việc tạo ra các pin cơ bản mới mà sẽ trở thành một thay thế cho việc tiên tiến nhất tại mà pin thời gian, Li-ion. Dự án quan tâm đến các công ty lớn như Motorola và Qualcomm, mà mang sự xuất hiện của pin với các yếu tố LiFePO4 cathode.

LiFePO4 pin trên cơ sở

Đây là loại pin sử dụng công nghệ tương tự để sản xuất điện, và các tế bào pin lithium-ion thông thường đối với chúng tôi. Tuy nhiên, có một số khác biệt đáng kể giữa chúng. Thứ nhất, là sử dụng kiểu riêng của mình BMS - Hệ thống quản lý bảo vệ pin điện từ quá mức và xả sâu, cải thiện độ bền và làm cho các nguồn năng lượng ổn định hơn.

Thứ hai, LiFePO4, không giống như LiCoO2, ít độc hại. Thực tế này cho phép để tránh một số vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường. Đặc biệt để giảm lượng khí thải coban do thanh lý pin không đúng cách.

Cuối cùng, do thiếu các tiêu chuẩn thống nhất các yếu tố LFP có các thành phần hóa học khác nhau, gây ra mô hình hiệu suất biến đổi trên một phạm vi rộng. Ngoài ra, các nguồn cung cấp bảo trì khó khăn hơn và nên được thực hiện phù hợp với quy tắc nhất định.

đặc tính kỹ thuật

Người ta nói rằng pin lithium phosphate sắt 48 volt, 36 volt và 60 volt được sản xuất bởi liên tục kết nối các tế bào duy nhất, bởi vì điện áp tối đa trong một LFP phần không được vượt quá 3,65 V. Do đó, hiệu suất của mỗi pin có thể đáng kể khác với nhau - tất cả phụ thuộc vào lắp ráp và thành phần hóa học nói riêng.

Đối với Hiệu suất phân tích trình bày giá trị danh nghĩa của một tế bào duy nhất.

Việc thực hiện tốt nhất về tiềm năng của mỗi tế bào riêng lẻ trong pin đã đạt Everexceed. Lithium pin phosphate sắt Everexceed khác nhau cuộc sống lâu dài. Tất cả họ có thể chịu được lên đến 4000 chu kỳ sạc-xả. Với một sự mất mát công suất lên đến 20%, và bổ sung dung lượng lưu trữ năng lượng diễn ra trong 12 phút. Vì điều này, chúng ta có thể kết luận rằng pin Everexceed là một trong những đại diện tốt nhất của LFP-yếu tố.

Ưu điểm và nhược

Ưu điểm chính của rằng trong một ánh sáng thuận lợi nêu bật những pin lithium phosphate sắt, trong số những đại diện khác của CRA, là tuổi thọ. một yếu tố như vậy có khả năng chịu được hơn 3000 lần sạc-xả ở mức năng lượng giảm xuống còn 30%, và hơn 2000 - .. Nếu giảm xuống còn 20%. Bởi vì điều này tuổi thọ pin trung bình là khoảng 7 năm.

Ổn định sạc hiện nay là lợi thế quan trọng thứ hai của LFP-yếu tố. Điện áp đầu ra vẫn tương đương với 3,2 V cho đến khi phí là hoàn toàn kiệt sức. Này đơn giản hóa hệ thống dây điện, loại bỏ sự cần thiết phải điều chỉnh điện áp.

Cao hơn đỉnh hiện nay - thứ ba của lợi thế của họ. Tính năng này cho phép pin để cung cấp cho họ sức mạnh tối đa ngay cả ở nhiệt độ rất thấp. Khách sạn này đã thúc đẩy các nhà sản xuất xe sử dụng pin lithium sắt phosphate như là nguồn năng lượng chính khi khởi động động cơ xăng và diesel.

Cùng với tất cả những ưu điểm, pin LiFePO4 có một nhược điểm lớn - một khối lượng lớn và kích thước. Điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong một số loại máy móc và thiết bị điện.

Đặc điểm của hoạt động

Nếu bạn mua làm sẵn pin lithium-phosphate, những khó khăn với việc duy trì và hoạt động bạn sẽ không phải. Tất cả nhờ vào một thực tế là các nhà sản xuất của các yếu tố đó được chèn vào bảng BMS mà ngăn chặn quá mức và ngăn chặn yếu tố xả đến mức thấp nhất.

Nhưng nếu bạn mua tế bào riêng lẻ (pin penlight, ví dụ), sau đó bạn phải giữ một mắt trên pin một mình. Khi phí giảm xuống dưới mức nghiêm trọng (2,00 V dưới đây) sẽ nhanh chóng rơi và điện dung, làm cho nó không thể nạp tiền vào tế bào. Nếu bạn, trái lại, được overcharged (trên 3,75 V), các tế bào đơn giản phình do khí phát hành.

Nếu bạn đang sử dụng một pin như vậy cho một chiếc xe điện, sau khi 100% sạc bạn phải ngắt kết nối với bộ sạc pin. Nếu không, pin phồng do supersaturation của điện giật.

quy tắc điều hành

Nếu bạn có kế hoạch để sử dụng một pin lithium-photphat trong chế độ chu kỳ và trong một bộ đệm, ví dụ, như một nguồn năng lượng-up hoặc kết hợp với một pin năng lượng mặt trời, bạn cần phải chăm sóc giảm mức phí cho 3,40-3,45 V. đối phó với nhiệm vụ này giúp sạc 'thông minh' tự động đầu tiên đầy đủ bù đắp cho nguồn cung cấp năng lượng, và sau đó giảm mức độ căng thẳng.

Trong hoạt động, bạn cần phải theo dõi sự cân bằng của các tế bào hoặc việc sử dụng đặc biệt thanh toán cân bằng (trong pin, chúng được xây dựng cho một chiếc xe điện). mất cân bằng tế bào được gọi là một trạng thái như vậy, khi tổng điện áp của thiết bị là ở mức độ không đáng kể, nhưng điện áp di động trở nên khác nhau.

Hiện tượng này là do sự khác biệt của điện trở của phần riêng lẻ, kém tiếp xúc therebetween. Nếu các tế bào có điện áp khác nhau, và nó là không đồng đều nạp-xả của họ, làm giảm đáng kể tuổi thọ của pin.

Đưa pin vào hoạt động

Trước khi sử dụng pin lithium phosphate được lắp ráp từ các tế bào riêng biệt, chăm sóc phải được thực hiện hệ thống cân bằng, như các phần có thể có mức phí khác nhau. Với mục đích này tất cả các thành phần được kết nối với nhau song song và được kết nối với bộ chỉnh lưu, bộ sạc. Kỳ do đó nó là cần thiết để sạc di động 3,6 V.

Sử dụng pin lithium iron phốt phát cho xe đạp điện, bạn có thể nhận thấy rằng trong phút đầu tiên của pin cung cấp cho sức mạnh tối đa, và sau đó là phụ trách đang nhanh chóng rơi xuống mức 3,3-3,0 V. Đừng sợ điều này, bởi vì nó là hoạt động bình thường của pin . Thực tế là hầu hết công suất của nó (khoảng 90%) nằm trong phạm vi này.

phần kết luận

Hiệu quả pin lithium-phosphate là cao hơn so với pin khác 20-30%. Đồng thời họ phục vụ lâu hơn so với các nguồn năng lượng khác 2-3 năm, cũng như cung cấp một dòng điện ổn định trong toàn bộ thời gian hoạt động. Tất cả điều này nhấn mạnh các yếu tố trình bày trong một ánh sáng thuận lợi.

Tuy nhiên, hầu hết mọi người sẽ bỏ qua và pin lithium sắt photphat. Ưu điểm và nhược điểm của pin nhạt trước khi giá của họ - đó là nhiều hơn 5-6 lần so với bình thường để chúng tôi axít chì tế bào. pin chiếc xe này có giá trung bình khoảng 26.000. Rúp.