Общая информация о литий-железо-фосфатных аккумуляторах LiFePo4(LFP)

История возникновения

Литий-железо-фосфатный аккумулятор является одним из видов литий-ионного аккумулятора в котором в качестве катода используется LiFePo4. Впервые LiFePo4 открыл американский профессор Джон Гуденаф в 1996 году. Данный материал, в сравнении с традиционным LiCoO2, был менее токсичным, более устойчивым и стоил дешевле, но имел существенный недостаток ‒ меньшую емкость. Эта технология хранения энергии развивалась до 2003 года. В массовое производство элементы питания поступили благодаря компании A 123 Systems и ее инвесторам корпорациям Motorola, Qualcomm и Sequoia Capital.

Устройство и принцип работы

LFP аккумулятор состоит из электродов прижатых с двух сторон к пористому сепаратору. Для обеспечения питания устройства катод и анод подключены к токосъемникам. Компоненты помещены в пластиковый корпус и залиты электролитом. На корпусе установлен контроллер, регулирующий подачу тока во время зарядки. Принцип работы литий-железо-фосфатных аккумуляторов основан на взаимодействии углерода и литий феррофосфата. Переносчиком электрического заряда выступает положительно заряженный ион лития, который внедряется в кристаллическую решетку других материалов и образует химические связи.

Технические характеристики

Производители изготавливают аккумуляторные батареи по общему принципу. Поэтому ячейки батарей имеют одинаковые характеристики.

• Напряжение на пиковой величине – 3.65 В
• Напряжения в средней точке – 3.3 В
• Номинальное рабочее напряжение – от 3 до 3.3 В
• Напряжения при нулевом заряде – 2 В
• Минимальный уровень напряжения под нагрузкой – 2.8 В
• Рабочий ресурс – более 2000 циклов перезарядки
• Саморазряд при t=15–18 °C – до 5% в год

Исходные параметры аккумуляторных батарей будут меняться в разных пределах, в зависимости от объема объединенных ячеек.

• Напряжение – 12, 24, 36, 48 В
• Емкость – до 2000 Ач
• Ток заряда – от 4 до 30 А
• Диапазон эксплуатационных температур – от -30 до +60 ⁰С

Преимущества литий-железо фосфатных аккумуляторов перед гелевыми батареями

Литий-железо фосфатные аккумуляторы не требуют обслуживания на протяжении срока эксплуатации, они экологичны, практичны, обладают высоким уровнем энергоемкости, а также имеют минимальный вес и небольшие габариты. Техника укомплектованная LFP обеспечивают 2500 циклов “заряд-разряд” и работает в три с лишним раза дольше, чем гелевые батареи. Данная технология хранения энергии позволяет заряжать аккумулятор быстрее, чем происходит разрядка. Зарядка в диапазоне от 0 до 80% емкости занимает полтора часа. Промежуточная подзарядка может производиться в перерывах, не вызывая “эффекта памяти”, что позволяет использовать технику несколько раз в сутки, а также перебрасывать ее на другой объект. Таким образом, клининговые компании, сокращая эксплуатационные издержки, эффективнее используют парк своего оборудования.

Области применения

По своим характеристикам литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи LiFePO4 удобны для:

• оснащения электрических подъемников, штабелеров, погрузчиков, ричтраков, поломоечных машин, пылесосов, газонокосилок и другой техники
• питания электромобилей, мотоциклов, скутеров, велосипедов, квадрациклов и других транспортных средств на электротяге
• комплектации метеостанций, гибридных генераторов, игрового оборудования и других приборов
• А также в качестве буферных накопителей энергии в системах автономного электроснабжения с использованием солнечных батарей и ветрогенераторов.