Літій-залізо-фосфатні акумулятори

1. Літій-залізо-фосфатні акумулятори (LiFePO4, LFP) - загальна інформація та пристрій

Вперше LiFePO4 був відкритий у 1996 році професором Джоном Гуденафом з Техаського університету як катод для літій-іонного акумулятора. Примітний даний матеріал був тим, що в порівнянні з традиційним LiCoO2, має значно меншу вартість, є менш токсичним і термостійкішим.

Конструкцію акумулятора наведено на малюнках нижче.

Тобто незалежно від зовнішнього форм-фактора (циліндричний чи призматичний), всередині акумулятор є «сендвіч» з кількох стрічок: анод, електроліт, катод та ізолятор.

Нижче представлені різноманітні форм-фактори акумуляторів.

2. Властивості літій-залізо-фосфатних акумуляторів

Відмінними рисами LiFePO4 акумуляторів є:

Напруга, В:

повністю заряджений – 3.65; повністю розряджений – 2.0; робоче – 3.0-3.3;
середня (номінальна) – 3.2; мінімальне робоче – 2.5; мінімальне критичне – 2.

Щільність енергії – 90-160. Вт*год/кг.
Саморозряд на місяць – 3-5 %.
Термін експлуатації залежно від умов – 15-25 років.
Кількість циклів заряд/розряд до втрати 20% ємності (залежить від струму та глибини розряду) – 2 000-7 000. При струмі 0,25 °C ресурс при 100% глибині розряду перевищує 6000 циклів, при струмі 1С падає до 3000. Також ресурс залежить від глибини розряду: якщо при струмі 1C і 100% глибині розряду ресурс становить 3000 циклів, то за 80% — 4500, а за 60% вже 10000 циклів.
Максимальний піковий (до 8 с) струм розрядки – 8С.
Максимально допустимий довготривалий струм розрядки – 3С.
Діапазон робочих температур від -30 до +55°С.

Для сфери альтернативної енергетики насамперед цікаві такі властивості LiFePO4:

Великий термін при циклічних навантаженнях. У середньому 3500 циклів, при оптимальних умовах до 8000 циклів. Для порівняння в інших типів літій-іонних акумуляторів: літій-кобальтовий (NCR) до 500 циклів, літій-марганцеві (IMR) близько 100 циклів. Більше тільки у літій-титанатних – до 10000 циклів, але в них є інші обмеження, що заважають їх поширенню.
Робоча напруга 3,2 В, що дозволяє легко замінити 12 В свинцево-кислотний акумулятор з’єднавши 4 шт LiFePO4 послідовно.
Температурна та пожежна безпека.
Широкий температурний діапазон експлуатації, що дозволяє використовувати їх у неопалюваних приміщеннях.
Відносно низька вартість.
У LFP-елементів немає у складі токсичних матеріалів. Вони відносяться до четвертого класу відходів (малонебезпечні або тверді побутові відходи) і не потребують спеціальних методів утилізації. Ферофосфатну батарею можна просто викинути у сміттєвий бак. Для прикладу кислотно-свинцеві АКБ відносяться до другого класу (високонебезпечні) і вимагають спеціальних заходів щодо утилізації.

3. Системи контролю літій-залізо-фосфатних акумуляторів

Літій-залізо-фосфатні акумулятори застосовуються в комплекті із системою контролю та керування – СКУ або BMS (battery management system), – та спеціальним пристроєм заряду/розряду.

Основні функції BMS

4. Підбір літій-залізо-фосфатних акумуляторів

1 етап

2 етап

3 етап

4 етап

5 етап

6 етап

1 етап

Визначити робочу напругу: 12,8; 25,6, 51,2 В.

2 етап

3 етап

4 етап

5 етап

6 етап

Спеціалісти компанії ONLYSolar рекомендують використовувати літій-залізо-фосфатні акумулятори у складі автономних та гібридних сонячних станцій для збільшення терміну експлуатації системи до 10-15 років без заміни АКБ.

У нашому магазині представленні ті моделі та бренди, які ми можемо з 100% гарантією рекомендувати нашим клієнтам, бо вони показали свою надійну роботу на практиці.