Qu'est-ce qu'une batterie au lithium fer phosphate?

Les batteries au lithium fer phosphate sont différentes des batteries lithium-ion, ce qui est un malentendu courant. En réalité, il existe de nombreux types de batteries lithium-ion, et batterie au lithium phosphate n'est que l'un d'entre eux.

Jetons un coup d'oeil à ce qu'est le phosphate de fer et de lithium, pourquoi il est idéal pour certains types de batteries, et comment il se compare aux autres options de batterie lithium-ion.

Le phosphate de fer lithium est un composé LiFePO4 ou “LFP” pour faire court. Le LFP présente de bonnes performances électrochimiques et une faible résistance et constitue l'un des matériaux cathodiques les plus sûrs et les plus stables pouvant être utilisés dans les batteries lithium-ion..

Batterie de phosphate de fer au lithium est une sorte de batterie lithium-ion qui utilise du phosphate de fer lithium comme matériau cathodique pour stocker les ions lithium. Les batteries LFP utilisent généralement du graphite comme matériau d'électrode négative. La composition chimique des batteries LFP leur confère un courant nominal élevé, bonne stabilité thermique, et un long cycle de vie.

La plupart des batteries lithium-fer phosphate ont quatre cellules connectées en série.. La tension nominale de la batterie LFP est 3.2 volts. La connexion de quatre batteries LFP en série produit une batterie de 12 volts, qui constitue une excellente alternative à de nombreuses batteries au plomb de 12 volts.

Phosphate de fer et de lithium VS. Type alternatif de lithium-ion

Le lithium fer phosphate n’est qu’une des nombreuses batteries lithium-ion. Changer le composé de la cathode peut produire différents types de batteries lithium-ion. Certains des choix les plus courants sont l’oxyde de lithium et de cobalt. (Chance), oxyde de lithium et de manganèse (OVM), oxyde d'aluminium lithium-nickel-cobalt (ANC), oxyde de lithium, nickel, manganèse et cobalt (NMC), et titanate de lithium (LTO).

Chacun de ces types de batteries présente des avantages et des inconvénients différents, ce qui les rend très adaptés à différentes applications. Examen des principales caractéristiques de ces types de batteries, nous pouvons voir l'emplacement des batteries au lithium phosphate et à quelles applications elles sont les plus adaptées.

Densité énergétique

Parmi les autres types de lithium-ion, Les batteries LFP ont l'une des puissances nominales spécifiques les plus élevées. Autrement dit, la puissance spécifique élevée signifie que la batterie LFP peut fournir beaucoup de courant et de puissance sans surchauffer.

D'autre part, il est important de se rappeler que les batteries LFP ont la cote énergétique spécifique la plus basse. Une faible énergie spécifique signifie que la capacité de stockage d'énergie par unité de poids des batteries LFP est inférieure à celle des autres batteries lithium-ion. Ce n'est généralement pas un gros problème, car la capacité de la batterie peut être augmentée en connectant plusieurs batteries en parallèle. Les applications nécessitent une densité énergétique extrêmement élevée dans un espace très lumineux (comme les véhicules purement électriques), et ce n'est peut-être pas idéal.

Cycle de vie de la batterie

La vie d'un batterie de phosphate de fer au lithium commence à partir d'environ 2,000 cycles de décharge complets et augmente en fonction de la profondeur de décharge. Les cellules de la batterie et le système de gestion interne de la batterie (Bms) utilisés par Dragonfly Energy ont été testés sur 5,000 cycles de décharge complets tout en conservant 80% de la capacité originale de la batterie.

La durée de vie du LFP est juste derrière le titanate de lithium. Cependant, Les batteries LTO ont toujours été l'option de batterie lithium-ion la plus chère, ce qui les rend trop chers pour la plupart des applications.

Taux de décharge

Le taux de décharge est mesuré par le multiple de la capacité de la batterie, ce qui signifie que le taux de décharge 1C d'une batterie de 100 Ah est de 100 A en continu. Les batteries LFP disponibles dans le commerce ont traditionnellement un indice de décharge continue de 1C., mais en fonction du système de gestion de la batterie, cette note peut être dépassée dans un court laps de temps.

La batterie LFP elle-même peut généralement fournir en toute sécurité une courte décharge de 25 °C.. La capacité de dépasser 1C vous permet d'utiliser des batteries LFP dans des applications haute puissance qui peuvent avoir des pics de consommation de courant au démarrage.

Température de fonctionnement

La batterie LFP n'entrera pas dans un état d'emballement thermique avant environ 270 degrés Celsius. Comparé à d'autres options de batterie lithium-ion courantes, Les batteries LFP ont la deuxième limite de température de fonctionnement la plus élevée.

Le dépassement de la limite de température de la batterie lithium-ion peut provoquer des dommages, et peut provoquer un emballement thermique, ce qui pourrait provoquer un incendie. La limite de fonctionnement élevée du LFP réduit considérablement la possibilité d'événements d'emballement thermique. La combinaison du LFP et du BMS de haute qualité peut éteindre la batterie avant ces conditions (environ 57 degrés Celsius), qui présente des avantages significatifs en matière de sécurité.

Avantage de sécurité

La batterie LFP est l'un des composants chimiques stables de toutes les options lithium-ion. Cette stabilité en fait l'un des choix les plus sûrs pour les applications grand public et industrielles..

La seule autre option relativement sûre est le titanate de lithium., qui est généralement trop coûteux et ne peut pas fonctionner à la bonne tension pour remplacer le 12 V dans la plupart des cas.

Phosphate de fer lithium vs. Batteries au plomb

Par rapport aux batteries au plomb traditionnelles, les batteries au lithium phosphate présentent de nombreux avantages. Plus particulièrement, la densité énergétique des batteries LFP est environ quatre fois supérieure à celle des batteries au plomb. Vous pouvez cycler en profondeur les batteries LFP à plusieurs reprises sans les endommager. Elles se chargent également plus rapidement que les batteries au plomb 5.

Cette densité énergétique élevée peut prolonger la durée de fonctionnement tout en réduisant le poids du système de batterie..

La réaction chimique à l’intérieur de la batterie au plomb provoquera un dégazage, ce qui oblige l'utilisateur à épuiser la batterie et à ajouter de l'eau régulièrement. Si la batterie n'est pas stockée verticalement, la solution acide peut fuir, ce qui peut endommager la batterie et créer de la confusion. Alternativement, Les batteries LFP ne s'évacuent pas, ils n'ont pas non plus besoin d'être purgés ou remplis. Encore mieux, vous pouvez les installer dans n'importe quelle orientation.

Les batteries LFP étaient initialement plus chères que les batteries au plomb. Cependant, la longue durée de vie de la batterie LFP compense son coût initial élevé. Dans la plupart des cas, la durée de vie des batteries LFP est 5-10 fois plus longue que celle des batteries au plomb, ce qui entraîne des économies globales significatives.

La meilleure batterie au lithium fer phosphate utilisée pour remplacer les applications de batteries au plomb

Il existe de nombreuses batteries lithium-ion différentes parmi lesquelles choisir, et certains dépassent même le phosphate de lithium-fer dans certaines catégories de performances. Cependant, lors du remplacement d'une batterie au plomb de 12 volts, LFP est la meilleure option disponible.

La raison principale en est que la tension nominale de la batterie au lithium fer phosphate est 3.2 volts. La tension nominale d'une batterie au plomb de 12 volts est d'environ 12.7 volts. Donc, La connexion de quatre batteries en série à l'intérieur de la batterie produira 12.8 volts (4 x 3.2 = 12.8)-un match presque parfait! Ceci n'est possible avec aucun autre type de batterie lithium-ion..

En plus d'une adaptation de tension presque parfaite, Le LFP présente également d'autres avantages en tant que substitut au plomb.. Comme mentionné ci-dessus, Les batteries LFP ont les caractéristiques d'une longue durée de vie, écurie, sûr, durable, léger, et une densité énergétique élevée. Cela les rend très adaptés à de nombreuses applications! Applications telles que les moteurs à la traîne, VR, et les voiturettes de golf utilisent traditionnellement des batteries au plomb..

Conclusion

En bref, un batterie de phosphate de fer au lithium n'est qu'un des nombreux types de batteries lithium-ion. Cependant, les caractéristiques uniques qui composent la batterie LFP en font une excellente alternative à la batterie au plomb de 12 volts du passé.