Літій-залізо-фосфатні батареї (LiFePO4) — новий тренд в світі акумуляторів. Відносно нова технологія поєднує в собі найкраще від інших типів літій-іонних акумуляторів, даючи змогу позбутися більшості їхніх недоліків.
Історія LiFePO4-акумулятора
Батареї на основі LiFePO4 беруть свій початок від винаходу Джона Б. Гуденафа (John B. Goodenough) і Арумугама Мантірама (Arumugam Manthiram) із Техаського університету. Вони першими застосували цей матеріал для катода літій-іонних батарей. Порівнюючи з традиційним тоді літій-кобальтовими варіантом батареї (LiCoO2), виявився менш токсичним і термостійкішимим. Головним недоліком була менша ємність.
До 2003 року технологію не помічали в науковому та технологічному світах, поки за неї не взялися в компанії A123 Systems, заснованій професором Масачусетского технологічного інституту (МІТ). Головними інвесторами виступили одні з головних брендів технологічного світу: Motorola, Qualcomm та Sequoia Capital.
Нині LiFePO4-акумулятори є скрізь. У них багато корисних застосувань. Наприклад, вони використовуються у човнах, транспортних засобах, системах генерації та зберігання сонячної енергії BLUETTI. Їхні продукти не містять кобальту, тому не токсичні і служать довше. Майбутнє обіцяє акумуляторам LiFePO4 добрі перспективи.
У чому різниця між LiFePO4 та іншими літій-іонними акумуляторами?
LiFePO4 — це один із типів літієвих батарей. Окрім нього відомі:
- Літій-залізо-фосфат (LiFePO4)
- Літій-кобальт-оксид (LiCoO2)
- Літій-нікель-марганцево-кобальтовий оксид (LiNiMnCoO2)
- Титанат літію (LTO)
- Літій марганець оксид (LiMn2O4)
- Літій-нікель-кобальт-алюміній оксид (LiNiCoAlO2)
Літієві батареї мають безліч застосувань, від використання в персональних пристроях, як-от смартфони та годинники, до живлення електромобілів, електроінструментів та медичного обладнання.
Порівнюючи з іншими літій-іонними акумуляторами, LiFePO4 забезпечує меншу щільність енергії. Ця особливість робить його малопридатним для невеликих електронних пристроїв, але ідеальним для автофургонів, електричних човнів, авто, мотоциклів,сонячних генераторів і систем зберігання енергії.
Обидва типи батарей працюють за схожим принципом. Електрони з іонів літію, що містяться в батареях, рухаються між позитивним і негативним електродом (катодом і анодом), розряджаючись і заряджаючись. Інша схожість у тому, що вони використовують графітові вугільні електроди з металевою підкладкою як анод.
Що відмінного:
- Різний хімічний склад: літій-іонний акумулятор зазвичай має катод з оксиду марганцю літію або діоксиду кобальту літію. LiFePO4-батарея виготовляється з використанням літій-залізо-фосфату (LiFePO4) як катод. Варто зазначити, що літій-залізо-фосфат є нетоксичним матеріалом, а LiCoO2 — небезпечний за природою. Цей фактор робить утилізацію LiCoO2 великою проблемою для користувачів і виробників.
- Інновації: технологія, що використовується в літій-залізо-фосфатних акумуляторах, є більш новою. Вона забезпечує набагато кращу хімічну й термічну стабільність. Менш схильна до займання, навіть за неправильних умов експлуатації.
- Більша тривалість життя: обидві батареї забезпечують досить тривалий термін служби. Однак, літій-залізні батареї більш стабільні під час перезарядження та менш схильні до короткого замикання, що робить їх довговічнішими. Деградація літій-іонного акумулятора для ноутбука та смартфона починається після 1000 циклів перезарядки (втрачається до 20-30% ємності), а для літій-залізо-фосфатних акумуляторів BLUETTI заявлено до 5000 циклів без втрати ємності.
Головні застосування LiFePO4
- Технологія LiFePO4 корисна для широкого спектру застосувань. Ось деякі з них.
- Рибальські човни та каяки. Менший час заряджання та довший час роботи означає більше часу на воді. Менша маса допомагає маневрувати та легше досягати високої швидкості.
- Мото та автотранспорт. Невисока маса означає, що немає мертвого вантажу, який сповільнює. Заряджайте до неповної ємності для імпровізованих поїздок, не пошкоджуючи акумулятор.
- Сонячні установки. Візьміть із собою легкі LiFePO4-батареї, куди б Вас не занесло (навіть якщо це в горах і далеко від електромережі), та використовуйте енергію сонця.
- Системи зберігання енергії: Ці акумулятори є найбезпечнішими та найміцнішими літієвими батареями. Тому вони чудово підходять для промислового застосування, у тому числі для систем резервного зберігання електрики й для безперебійних джерел живлення.
Переваги літій-залізо-фосфатних акумуляторів
Літій-залізо-фосфатні акумулятори (LiFePO4 або LFP) мають багато переваг, якщо порівняти зі свинцево-кислотними акумуляторами та іншими типами літієвих батарей. Довший термін служби, немає потреби в обслуговуванні, високий рівень безпеки, легкість, покращена ефективність розряджання та заряджання (лише деякі з них). Акумулятори LiFePO4 не є найдешевшими на ринку, але завдяки тривалому терміну служби і відсутності потреби в обслуговуванні, вони користуються попитом.
- Довгий термін служби
Літій-залізо-фосфатні батареї працюють до 5000 циклів за 80-відсоткової глибини без зниження продуктивності. Середній термін служби свинцево-кислотних батарей суттєво менший.
- Не потребують активного обслуговування
LiFePO4-акумулятори не потребують активного обслуговування для продовження терміну служби, який потрібен для бензинових чи дизельних генераторів. Вони не мають ефекту пам'яті (як нікель-метал-гідридні батареї перших мобільних телефонів), а завдяки низькому саморозряду (<3% на місяць) їх можна зберігати протягом тривалого часу. Свинцево-кислотні батареї потребують спеціального обслуговування, щоб термін їхньої служби не скоротився.
- Легка вага
Порівнюючи зі свинцево-кислотними батареями, літієві мають принаймні вдвічі меншу масу. Це — корисна властивість для портативних акумуляторів BLUETTI.
- Висока ефективність
Забезпечують 100% доступної ємності. Завдяки швидкому заряджанню та розряджанню вони зменшують час простою і підвищують ефективність. Високі імпульсні струми розряду забезпечують сплески потужності за короткий проміжок часу.
- Висока швидкість розряду та зарядки
Літій-залізо-фосфатні батареї спеціально розроблені для роботи з високими струмами розряду, щоб запускати важкі двигуни або підзаряджати багато електричних пристроїв одночасно від портативної станції живлення BLUETTI.
- Робота за екстремальних температур
Можуть працювати в широкому діапазоні температур, тому підходять для різних застосувань, в тому числі для роботи у складних погодних умовах.
- Екологічність після використання
Літій-залізо-фосфатні батареї є більш екологічними у виробництві, але вони також представляють набагато менший ризик для навколишнього середовища протягом усього терміну служби, якщо порівнятиз іншими літієвими батареями.
Фосфатні солі в LFP батареях набагато менш розчинні, ніж оксиди металів, що використовуються в інших літієвих батареях. Це робить набагато менш імовірним вимивання хімічних речовин у навколишнє середовище з LiFePO4, навіть якщо батарею неправильно утилізовано.
Замовляйте станції живлення BLUETTI на основі LiFePO4-технології в Україні за посиланням https://store.quadro.ua/bluetti/
