Guide expert sur les batteries au lithium fer phosphate
Acheter des batteries LiFePo4? Avec autant de bonne qualité phosphate de fer au lithium piles disponibles sur le marché, comme Maxworld Power, il est difficile pour les clients de prendre une décision d'achat. Poursuivez votre lecture pour découvrir les points clés à prendre en compte avant de placer votre argent durement gagné dans un parc de batteries au lithium..
Aujourd'hui, le moyen le plus simple et le plus efficace de stocker de l’électricité est d’utiliser des batteries au lithium fer phosphate.
Le stockage de l’électricité est depuis longtemps un problème scientifique et technologique.
Jetons un coup d'œil aux qualités d'une batterie LFP idéale: lumière, compact, puissant, durable, charge/décharge rapide, polyvalent et sûr.
Dans toutes les catégories ci-dessus, les batteries au lithium fer phosphate fonctionnent admirablement. Ils constituent le choix le plus intelligent pour une large gamme d'applications allant de système solaire aux véhicules électriques à longue autonomie.
Dans cet article, vous en apprendrez davantage sur les batteries au lithium fer phosphate (Lifepo4), également connues sous le nom de batteries LFP.
Vous apprendrez également comment fonctionnent les batteries LFP et leurs principaux avantages.
Là sont quelques questions toujours posées sur les batteries au lithium fer phosphate?
En tout, la raison pour laquelle les batteries au lithium sont chères sera explorée avec vous, et vous apprendrez comment tirer profit des batteries LFP.
Savez-vous ce qu'est une batterie au lithium fer phosphate
La batterie LiFePO4 est un système de stockage d'énergie réversible et l'un de ses composants est LiFePO4. Lorsqu'il est connecté à une source d'alimentation, il peut être facturé (stocké) avec de l'énergie et déchargé (déchargé) lorsqu'une charge électrique est appliquée.
Les batteries LiFePo4 concurrencent principalement les batteries plomb-acide AGM et GEL, mais ils les surpassent dans toutes les catégories, y compris la densité d'énergie et de puissance, capacité, et à vie.
Piles LiFePo4 (courant continu) fournir et accepter uniquement du courant continu. Une seule cellule LFP se compose de plusieurs cellules LiFePo4 prismatiques de 3,2 V.
La batterie 12V LiFePo4 est composée de quatre cellules carrées connectées en série. Huit cellules prismatiques ont été assemblées à partir de cellules LiFePo4 24 V.
Comment fonctionnent les batteries au lithium fer phosphate
Selon la science, Les batteries LiFePO4 sont des technologies de stockage électrochimique réversibles. Autrement dit, ils ont utilisé un processus réversible pour convertir l'électricité en particules électrochimiques chargées appelées ions.
Regardons de plus près les batteries LiFePO4.
Il se compose des huit parties clés suivantes:
La seule différence entre les batteries Li-ion (LiCoO2, LiMn2O4, NMC, etc.) est l'oxyde de lithium à la cathode.
Et maintenant, let’s se rapprocher regarde la charge et la décharge de la batterie.
Chargement
Lions lithium (Li+) s'épuiser de la cathode et transit via l'électrolyte à l'anode pendant que la batterie est chargement. Veuillez noter queil anode a plus de lithium que la cathode après un plein chargé.
Décharge
Lorsqu'une charge électrique est utilisée, la réaction de la batterie est inversée. L'anode transporte les ions lithium vers la cathode, ce qui stocke plus de lithium que l'anode après décharge..
À la fin, le transport des ions lithium dans la batterie provoquent le flux d'électrons entre les deux électrodes, qui cause une charge en dehors de la batterie.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les équations électrochimiques et la science des matériaux derrière les batteries LiFePo4, nous recommandons ce document gratuit, qui donne un bon aperçu.
Le lithium-ion est-il identique au LiFePO4 ?
LiFePO4 est en fait une batterie lithium-ion.
Le lithium-ion est un terme général qui fait référence à un type spécifique de batterie au lithium.. Tu peux trouvé til électrochimique performance de Li+ dans toutes les batteries lithium-ion.Ils ne diffèrent que par la substance utilisée dans les électrodes, qui sont tous des oxydes de lithium (LiCoO2, LiMn2O4 et LiFePo4).
Donc, LiFePO4 est l'un des différents types de batteries Li-ion disponibles. Les autres types de batteries Li-ion sont LiCoO2 – LCO LiNiMnCoO2, NMC LiNiCoAlO2 et NCA LiNiCoAlO2.
Pour identifier les meilleures batteries lithium-ion, les chimistes et les scientifiques des matériaux créent de nombreuses versions de l'oxyde de lithium. Leur découverte la plus importante à ce jour était LiFePo4, développé dans 1996.
Fabriqué en oxyde de lithium, manganèse et cobalt, Les batteries NMC sont la deuxième batterie lithium-ion la plus populaire. Il a une densité énergétique plus élevée (meilleure capacité de stockage) et puissance que LiFePo4. Il peut également gérer des milliers de cycles et accepter une charge/décharge rapide. Du côté négatif, c'est moins sûr et plus cher que les batteries LFP.
Dans le domaine des véhicules électriques, Batteries lithium-ion NMC et NCA (oxyde d'aluminium et de nickel-cobalt) les piles sont couramment utilisées.
Pourquoi les batteries au lithium fer phosphate coûtent si cher
Comme tout le monde le sait, Les batteries LifePO4 sont très cher, mais vraiment?
Wje ne peux pas compter seulement sur le prix d'achat (coût initial) de la batterie pour stockage d'énergie. La quantité totale d'énergie (en kWh) qu'une batterie peut stocker et libérer (cycles de charge/décharge) au cours de sa durée de vie doit être pris en compte. Divisez ensuite les frais prépayés par cette valeur.
Il est intéressant pour comparer différents dispositifs de stockage d'énergie. Les fabricants proposent désormais des garanties prolongées sur beaucoup de piles.
Coût moyen de stockage pour une batterie LiFePo4 24V
Voyons combien un 100Ah, 24V Coûts des batteries Li-ion en termes de coût actualisé de stockage (LCOS). Le courant prix d'achat cette batterie est $600 avec un 5-an de garantie. En supposant un cycle complet de charge/décharge par jour, la capacité totale est 2.4 kwh.
Vous stockerez et déchargerez un total de 8,760 kWh d'électricité sur dix ans.
Donc, le LCOS pour cette batterie est de 0,103 $/kWh. Aux États-Unis, les prix de détail de l'électricité sont en moyenne de 0,112 $/kWh.
Le coût moyen de l’électricité dans le sud de la Californie est de 0,25 $/kWh., mais peut atteindre 0,66 $/kWh pendant la haute saison estivale (43h-21h). En outre, les factures d'électricité augmentent régulièrement (une moyenne de 1.7% par an au cours de la dernière décennie).
Puis-je économiser de l'argent et gagner de l'argent avec les batteries LiFePo4?
Avec un système de stockage d'énergie, tu peux réellement gagner de l'argent (Es). L'ESS est un appareil plug-and-play qui combine un chargeur solaire, onduleur et stockage de batterie. Il peut être connecté au panneau solaire banque de batteries dansporte ainsi que le électrique grille.
Sans panneaux solaires, vous pouvez facturer votre ESS pour 0,25 $/kWh pendant les heures creuses et le revendre au réseau pendant les heures de pointe pour un prix plus élevé.
Faisons le calcul:
Si vous le vendez 0,66 $/kWh et réalisez un bénéfice de 0,25 $/kWh, alors votre bénéfice est de 0,25 $/kWh.
L'énergie solaire est la source d'électricité la moins chère, donc si vous êtes alimenté par des panneaux solaires, tu peux gagner plus d'argent.
S'il vous plaît rappelez-vous qu'il ne s'agit que d'une estimation préliminaire et que des calculs plus précis devraient être effectués, mais voici à quel point les batteries LiFePO4 sont bon marché en pratique.
Que pouvons-nous utiliser pour la batterie au lithium fer phosphate
Les batteries LiFePo4 ont un large éventail d'applications en raison de leur haute densité de puissance (Wh / kg), densité d'énergie élevée (Wh / kg), et longue vie (jusqu'à 10 années).
J'ai répertorié ci-dessous quelques-unes des nombreuses utilisations des batteries LiFePo4.:
l Système de stockage d'énergie (Es), comme Fortress Power Evault.
l Piles solaires avec des panneaux solaires pour remplacer le plomb taper batteurs.
l Fournir des générateurs solaires portables et des systèmes d'énergie solaire DIY pour le camping.
l Les batteries des véhicules électriques sont une application qui nécessite de grandes quantités d’énergie, stockage, et durabilité. Pendant l'accélération de la voiture, les batteries au lithium fer phosphate peuvent fournir des impulsions de courant élevées.
l Système de pompes à eau solaires.
l Mettre à disposition des vélos et scooters électriques.
Est-il suffisamment sûr d'utiliser des piles au lithium fer phosphate dans la pièce ?
La batterie LiFePo4 est la batterie au lithium la plus sûre à l'heure actuelle.
Ils sont protégés par un boîtier en aluminium hermétiquement fermé pouvant résister à des températures extrêmes, pressions, crevaisons et bosses.
Donc ils sont absolument pas besoin de entretien y compris un GTB, ce qu'on appelle bbatterie mgestion ssystème.
Ils comprennent des équipements de sécurité qui surveillent et gèrent chaque cellule de batterie individuellement. En déconnectant les cellules de batterie problématiques, il les protège des surcharges/décharges, court-circuites, et changements de température anormaux. Il assure également l'équilibre de la tension des cellules pour une charge et une décharge constantes..
Ma batterie LiFePO4 va-t-elle exploser
Comme mentionné précédemment, Les batteries LiFePo4 sont très sûres grâce au dispositif de sécurité. Il n'y a aucun risque d'explosion ou d'incendie pendant l'habituel opération, aussi Non une fuite arriver.
Cependant, le phosphate de fer et de lithium peut exploser dans l'une des deux situations suivantes:
1. Valeur par défaut d'usine LiFePo4:
La production massive de batteries au lithium fer phosphate se chiffre en centaines de millions, et la possibilité de panne de batterie est très faible. Estimé à 1 dans 10,000,000, c'est assez faible comparé au risque d'être frappé par la foudre (1 dans 13,000).
2. LiFePo4 en présence de chaleur externe (plus de 200°C):
Plusieurs enquêtes ont été menées pour comprendre comment différentes batteries au lithium réagiraient en cas de surchauffe. Il a été démontré que LiFePo4 est la plus sûre de toutes les batteries lithium-ion en raison de sa faible élévation de température.. Aussi, en raison de l'emballement thermique le plus élevé, ils ne propageront pas le feu aux autres batteries.
Les batteries LiFePo4 nécessitent des températures supérieures à 270°C pour brûler.
Les batteries au lithium fer phosphate nécessitent-elles un chargeur spécifié
Le chargement des batteries LiFePO4 nécessite un chargeur dédié avec une courbe de charge (limite de tension) adapté aux batteries Li-ion.
Cependant, puisque la tension est limitée dans la plage autorisée des batteries au lithium, vous pouvez également utiliser des chargeurs de batterie au plomb.
La courbe de charge d'une batterie LiFePO4 est divisée en deux étapes:
l La première étape: courant constant
l La deuxième étape: pression constante
La seule différence entre ces deux phases et les profils de charge des batteries GEL et AGM est la vitesse de charge.. Contrairement aux batteries au plomb qui ne peuvent être chargées qu'à 0,1-0,3C (10-30% de leur capacité actuelle maximale), Les batteries LiFePO4 peuvent être chargées à 0,3C-1C.
Prendre une batterie au lithium 12V-100AH à titre d'exemple, il peut supporter jusqu'à 1000 W de puissance de charge tandis que pour AGA ou GEL, il ne peut utiliser que 300 W de puissance de charge.
Prenons un beaucoup regarder de plus près le différent étapes de charge de la batterie au lithium.
Sprendre 1: courant constant
Le LjeFeP.o4 la batterie dos à 90% de sa capacité en chargeant uniquement 1 à 2 heures au courant de charge maximum dans la première étape.
Sprendre 2: tension constante
La deuxième phase permettra de restaurer le reste 10% de capacité. Phase 2 peut prendre jusqu'à 20 minutes pour terminer.
Le la batterie au lithium peut être un plein chargé pour seulement 2-3 heures jef votre chargeur de batterie offres assez de courant. Vous pouvez voir que son temps de charge est beaucoup plus court que Batteries GEL ou AGM, pendant qu'il prendres 10 à 12 heures pour le charger complètement.
Les chargeurs rapides sont pas facile à acheter dans de nombreux pays. À l'heure actuelle, les chargeurs les plus puissants sont en Chine, certains d'entre eux même atteindre 400W.
L’énergie solaire est le moyen le plus efficace de charger rapidement les batteries au lithium. L'énergie solaire peut atteindre 100 ampères dans une batterie épuisée.
Comment stocker les batteries LiFePo4
Les batteries LiFePO4 doivent être mettre à 60-80% capacité dans un endroit sec, environnement doux (environ 77°F).
Le taux d'autodécharge est d'environ 2% à 3% par mois.
Assurez-vous que la température de la batterie ne descend pas en dessous de 32°F car cela pourrait causer des dommages irréversibles à la batterie au lithium..
Les batteries solaires LiFePo4 sont-elles les meilleures
Je pense LiFePO4 est actuellement le meilleur solaire mieux maintenant. Il est plus compact que acide de plomb type de batterie, stocke plus d’énergie, et dure plus longtemps.
Il est également idéal pour l’énergie solaire car il permet une charge et une décharge rapides.
Le prime L'inconvénient de la technologie LiFePO4 est qu'elle se dégrade à basse température (en dessous de 32°F), faire en sorte que ça ne puisse pas costume pour les régions froides.
LTO (Oxyde de titanate de lithium) est une batterie au lithium améliorée et probablement le plus gros remplacement du LFP.
La batterie LTO fonctionne dans une plage de températures de -40 °F à 140 °F et offre d'excellentes vitesses de charge et de décharge allant jusqu'à 15 °C. (15 fois son courant nominal), lui permettant d'être complètement chargé dans 15 minutes. Plus, ils ont fini 15,000 cycles pour une longue durée de vie.
Conclusion:
Liphosphate de fer et de thium les batteries sont sans aucun doute les plus grosses batteries disponibles.
La technologie des batteries au lithium fer phosphate peut être considéré l'avancée technologique la plus significative dans le domaine du stockage d'électricité.Il ouvre la voie à une révolution du stockage d’énergie propre.
Mais il y en a encore espace de progression pour Lifepo4 batteurs, tel que son durabilité, densité énergétique, et vitesse de chargement.
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