22 лет персонализации аккумуляторов

Обзор батареи LiFePO4

Литий-железо-фосфатная батарея относится к литиево-ионной батарее, в которой в качестве материала положительного электрода используется фосфат лития-железа. Литий-железо-фосфатный аккумулятор считается новым поколением литий-ионных аккумуляторов из-за их преимуществ, таких как высокая безопасность, длительный срок службы, скорость разрядки и устойчивость к высоким температурам.

Компания Large Power может предоставить клиентам ячейки, BMS (система управления питанием), интегрированную структуру индивидуальных решений для аккумуляторов, чтобы удовлетворить индивидуальные потребности клиентов в электроэнергии.

  • Хорошие показатели безопасности: отсутствие взрыва при проколе, отсутствие возгорания или взрыва при перезарядке;
  • Хороший срок службы: срок службы литиево-железо-фосфатной батареи может достигать более 2000 раз.
  • Хорошие высокотемпературные характеристики: Диапазон рабочих температур от -20 ℃ до 70 ℃.;
  • Высокая плотность нарезки: он имеет более высокую пропускную способность при тех же условиях;
  • Он может осуществлять быструю зарядку на 1С-5С, что значительно сокращает время зарядки;

Энергоаккумулятор, спецтехника, робот, AGV, железнодорожный транспорт, медицинское оборудование, аварийное резервирование, электросвязь и т. Д.

Лучшие китайские производители аккумуляторов LiFePO4

  • Sony
    CATL
  • Panasonic
    BYD IT
  • Sanyo
    Guoxuan
  • Samsung
    CALB
  • LG
    BAK
  • BAK
    LISHEN
  • LISHEN
    LARGE
  • LARGE
    A123

Преимущества батареи LiFePO4

Благодаря стабильности и надежной конструкции материалов положительного электрода, литий-железо-фосфатный аккумуляторный блок прошел строгие испытания на безопасность и не взорвется даже при сильных столкновениях.

Срок службы литиево-железо-фосфатной батареи 1С в среднем достигает 2000 раз, а то и более 3500 раз. Рынок накопителей энергии требует более 4000-5000 раз, что выше, чем у других типов литиевых батарей.

Пиковая температура литий-железо-фосфатной батареи может достигать 350 ~ 500 ℃. И он имеет широкий диапазон рабочих температур (-20 ~ + 75 ℃). Даже при высокой температуре (60 ℃) он может работать на 100%.

Аккумулятор можно полностью зарядить с помощью специального зарядного устройства после 40 минут зарядки при температуре 1,5 ° C.

Литий-железо-фосфатные батареи экологически чистые, нетоксичные, экологически чистые и дешевые. Он также имеет широкую доступность сырья.

LiFePO4 Напряжение и емкость

Номинальное напряжение одиночной литий-железо-фосфатной батареи составляет 3,2 V, напряжение зарядки составляет 3,6 V, а напряжение отключения разряда составляет 2,0 V.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи достигают необходимого напряжения с помощью оборудования через последовательное соединение аккумуляторных элементов. Напряжение аккумулятора равно номеру соединения серии N *. Стандартные напряжения литий-железо-фосфатных батарей следующие:

Емкость литий-железо-фосфатной аккумуляторной батареи определяется емкостью и количеством параллельно подключенных аккумуляторных элементов, как правило, в соответствии с конкретными требованиями к электрическому оборудованию. Чем больше литий-железо-фосфатных аккумуляторных элементов соединено параллельно, тем больше емкость.

Емкость обычных литий-железо-фосфатных батарей 10 ah, ah, ah, 40, 50, ah, ah, 100 200 ah, ah 400, и т.п.

Устройство и принцип работы LiFePO4 батареи

Как показано на рисунке, левая часть - это оливин со структурой LiFePO4, положительный электрод батареи. Алюминиевая фольга соединяется с положительным электродом батареи, а затем полимерный сепаратор разделяет положительный и отрицательный электрод, так что Li + и e - не могут пройти через сепаратор. Правая часть - катод батареи из углерода (графита). Медная фольга соединена с катодом батареи.

Схема внутренней структуры батареи LiFePO4

Когда батарея LiFePO4 заряжается, Li + в положительном электроде мигрирует к отрицательному электроду через полимерный сепаратор. В процессе разряда Li + из отрицательного электрода мигрирует к положительному электроду через сепаратор. Литий-ионные батареи названы в честь того, как ионы лития перемещаются вперед и назад в процессе зарядки и разрядки.

LiFePO4 зарядное устройство

Для литий-железо-фосфатных батарей рекомендуется метод зарядки CCCV, то есть сначала постоянным током, а затем постоянным напряжением. Рекомендуемый постоянный ток составляет 0,3c, а рекомендация постоянного напряжения - 3,65 V.

  • Оба метода зарядки аккумуляторов - это постоянный ток и постоянное напряжение (CCCV), но точка постоянного напряжения отличается.
  • Номинальное напряжение литий-железо-фосфатной батареи составляет 3,2 V, а напряжение отключения зарядки составляет 3,6 V.
  • Обычные литий-ионные батареи имеют номинальное напряжение 3,6 V и напряжение отключения 4,2 V.

Солнечные панели не могут напрямую заряжать литий-железо-фосфатную батарею, потому что напряжение на солнечной панели нестабильно. Требуется схема регулирования напряжения и соответствующая схема зарядки литий-железо-фосфатной батареи.

Генератор не может напрямую заряжать литий-железо-фосфатную батарею, потому что вырабатываемая генератором электроэнергия представляет собой переменный ток или импульсный постоянный ток. Литий-железо-фосфатный аккумулятор необходимо заряжать постоянным током с постоянным напряжением.

Батарея LiFePO4 против литий-ионной батареи

Химия Вольтаг (V) Плотность энергии (wh/kg) Рабочая температура (℃) Цикл жизни Безопасность Относящийся к окружающей среде Стоимость основана на сроке цикла x wh SLA
LiFePO4 3.2 >120 -20-60 >2000 Безопасный Хорошо 0.15-0.25 ниже чем SLA
Свинцово-кислотный 2.0 >35 -20-40 >200 Безопасный Нехорошо 1
NiCd 1.2 >40 -20-50 >1000 Безопасный Плохо 0.7
NiMH 1.2 >80 -20-50 >500 Безопасный Хорошо 1.2-1.4
LiMnxNiyCoz02 3.7 >160 -20-50 >500 лучше чем LiCo OK 1.5-2.0
LiCoO2 3.7 >200 -20-50 >500 Небезопасно w/o PCM OK 1.5-2.0

Батарея LiFePO4 и тройная батарея

В зависимости от структуры литий-железо-фосфат и тройная батарея имеют свои преимущества и недостатки в производительности. Тройная батарея имеет преимущества в плотности энергии и высокой скорости зарядки, в то время как литий-железо-фосфатная батарея имеет преимущества в сроке службы, безопасности и экономии.

Катод, электролит и сепаратор одинаковы в обоих типах батарей, но самая большая разница - это материал положительного электрода, отсюда и название.

Материал анода LiFePO4 LiNixCoyMn1-x-yO2
Стенография LFP NCM
Номинальное напряжение 3.2V 3.65V
Кристалл Форма Структура оливина Структура слоя
Канал экстракции иона лития Одно измерение Два измерения

Что касается ячейки, тройная батарея имеет более высокую плотность энергии. Номинальное напряжение и теоретическая удельная емкость (мАч / г) анодных материалов из фосфата лития и железа ниже, чем у тройных батарей, а их удельная энергия является наилучшей.

Материал анода Номинальное напряжение (V) Теоретическая удельная емкость (mAh/g) Расчетная фактическая удельная мощность(mAh/g) Расчетная плотность энергии работающих ячеек(wh/kg)
LiFePO4 ~3.2 ~170 ~145 ~170
NCM811 ~3.65 ~274 ~195 ~240
NCM523 ~170 ~210
NCM111 ~145 ~180

Примечание. Плотность энергии элемента следует оценивать в сочетании с конструкцией элемента и технологическим процессом. Табличное значение приведено только для справки.

Тройные литиевые батареи имеют большое преимущество перед литий-железо-фосфатными батареями в эффективности зарядки.

Когда тройная литиевая батарея и литий-железо-фосфатная батарея заряжаются ниже 10 ° C, нет значительной разницы в коэффициенте постоянного тока. Когда коэффициент зарядки превышает 10 ° C, коэффициент постоянного тока литий-железо-фосфатной батареи будет быстро уменьшаться, а эффективность зарядки будет быстро снижаться.

Теоретически у фосфата лития-железа есть преимущества в продолжительности жизненного цикла. Структура оливина более устойчива, нелегко набухает и имеет более стабильную электрохимическую реакцию.

Литий-железо-фосфатные батареи обладают несравненными преимуществами в плане безопасности. Напряжение на положительном электроде низкое, и отсутствует тепловая цепная реакция с выделением кислорода, как в тройной системе. Температура термостабильности может достигать более 300 ℃, в то время как температура тройной батареи составляет около 150-200 ℃.

Литий-фосфат железа LiFePO4 в настоящее время имеет очевидные преимущества по цене, сырье относительно дешевое, а производственная цепочка в стране относительно развита.

Кобальт - ключ к снижению цены на батареи NCM. Кобальт в основном является попутным минералом с низким уровнем добычи и неравномерным распределением, и в последние годы его цена постоянно растет.

Срок службы батареи LiFePO4 и коэффициент

  • Малый ток заряда и разряда

    Литий-железо-фосфатные батареи в этом случае имеют более 2000 циклов; Небольшие производители литиевых батарей с батареями более низкого качества также имеют более 1000 циклов;

  • Высокая скорость стабильной зарядки и разрядки

    Большинство применений аккумуляторов с высокой скоростью разряда - это литий-ионные аккумуляторы силового типа, и большинство из них используются для обеспечения питания двигателя. Поскольку большинство литий-железо-фосфатных батарей работают при высокой нагрузке, время разрушения материалов батареи ускоряется, а срок службы составляет около 800 раз.

  • Высокоскоростная нестабильная зарядка и разрядка

    Используемые в этом случае литий-железо-фосфатные батареи имеют более короткий срок службы, который составляет всего около 300 раз.

Высокотемпературные характеристики литий-железо-фосфатных батарей в настоящее время не очень развиты. Диапазон рабочих температур составляет от -20 ℃ до 125 ℃, что является теоретическим значением, а диапазон температур практического применения меньше.

  • Малый ток заряда и разряда

    Литий-железо-фосфатные батареи в этом случае имеют более 2000 циклов; Небольшие производители литиевых батарей с батареями более низкого качества также имеют более 1000 циклов;

  • Высокая скорость стабильной зарядки и разрядки

    Большинство применений аккумуляторов с высокой скоростью разряда - это литий-ионные аккумуляторы силового типа, и большинство из них используются для обеспечения питания двигателя. Поскольку большинство литий-железо-фосфатных батарей работают при высокой нагрузке, время разрушения материалов батареи ускоряется, а срок службы составляет около 800 раз.

  • Высокоскоростная нестабильная зарядка и разрядка

    Используемые в этом случае литий-железо-фосфатные батареи имеют более короткий срок службы, который составляет всего около 300 раз.

Низкая температура в большей степени влияет на производительность литий-железо-фосфатных батарей. В соответствии с текущей рыночной ситуацией срок службы литий-железо-фосфатных батарей, работающих при температуре от -20 ℃ до -40 ℃, значительно сокращается и составляет примерно 300 раз.

  • Зарядка и разрядка
  • При выборе зарядного устройства лучше использовать зарядное устройство с правильным устройством для отключения, чтобы не сократить срок службы литий-железо-фосфатных батарей из-за перезарядки. В целом медленная зарядка продлит срок службы батареи, что лучше, чем быстрая зарядка.

  • Глубина разряда
  • Глубина разряда является основным фактором, влияющим на срок службы литий-железо-фосфатных батарей. Чем выше глубина разряда, тем короче срок службы литий-железо-фосфатных батарей. Другими словами, уменьшив глубину разряда, можно значительно продлить срок службы литий-железо-фосфатных батарей. Поэтому не следует допускать чрезмерной разрядки ИБП с литиевой батареей до чрезвычайно низкого напряжения.

  • Рабочая среда
  • Если литий-железо-фосфатная батарея используется при высоких температурах в течение длительного времени, активность ее электрода снизится, а срок ее службы сократится. Следовательно, это хороший способ продлить срок службы литиево-железо-фосфатной батареи, поддерживая максимально подходящую рабочую температуру.

    Утилизация LiFePO4 аккумуляторов

    Списанные литий-железо-фосфатные батареи, которые не имеют значения каскадного использования, и батареи после каскадного использования в конечном итоге перейдут на стадию разборки и утилизации. В отличие от трехкомпонентных батарей, литий-железо-фосфатные батареи не содержат тяжелых металлов, а продуктами восстановления в основном являются литий, фосфор и железо. Дополнительная ценность продуктов восстановления невысока, поэтому важны малозатратные методы восстановления. В основном это технологии пожарной металлургии и гидрометаллургии.

  • Огненная металлургия
  • Традиционное извлечение в огнеупорной металлургии обычно представляет собой высокотемпературное сжигание электрода, при котором сгорают углерод и органические вещества в фрагментах электрода, а оставшаяся зола, которая не может быть сожжена, окончательно фильтруется с получением мелких частиц, содержащих металлы и оксиды металлов.

  • Гидрометаллургия
  • Гидрометаллургический метод восстановления заключается в основном в растворении ионов металлов в литий-железо-фосфатной батарее через кислотно-щелочные растворы и извлечении растворенных ионов металлов в форме оксидов и солей путем осаждения и адсорбции. В процессе реакции часто используются H2SO4, NaOH, H2O2 и другие реагенты.

    *
    *
    *

    Оставить сообщение

    Свяжитесь с нами
    Ваше имя (необязательно)

    * Пожалуйста, введите Ваше имя
    * Адрес электронной почты

    Требуется электронная почта. Этот адрес электронной почты недействителен
    * Как мы можем вам помочь?

    Требуется массаж.
    Свяжитесь с нами

    Мы скоро свяжемся с вами

    Сделанный