Guida per esperti sulle batterie del fosfato di ferro al litio
Acquistare batterie LiFePo4? Con così tante buone qualità fosfato di ferro al litio batterie disponibili sul mercato, come Maxworld Power, è difficile per i clienti prendere una decisione di acquisto. Continua a leggere per scoprire i punti chiave da considerare prima di mettere i tuoi sudati guadagni in una banca di batterie al litio.
Al giorno d'oggi, il modo più semplice ed efficiente per immagazzinare elettricità è utilizzare batterie al litio ferro fosfato.
Lo stoccaggio dell’elettricità è da tempo un problema scientifico e tecnologico.
Diamo un'occhiata alle qualità di una batteria LFP ideale: leggero, compatto, potente, durevole, carica/scarica rapida, versatile e sicuro.
In tutte le categorie di cui sopra, Le batterie al litio ferro fosfato funzionano egregiamente. Sono la scelta più intelligente per un'ampia gamma di applicazioni sistema solare ai veicoli elettrici a lungo raggio.
In questo articolo, imparerai a conoscere le batterie al litio ferro fosfato (LifePo4), note anche come batterie LFP.
Imparerai anche come funzionano le batterie LFP e i loro principali vantaggi.
Là ci sono alcune domande che vengono sempre poste sulle batterie al litio ferro fosfato?
Nel complesso, il motivo per cui le batterie al litio sono costose verrà esplorato insieme a te, e imparerai come trarre profitto dalle batterie LFP.
Sai cos'è una batteria al litio ferro fosfato?
La batteria LiFePO4 è un sistema di accumulo di energia reversibile E uno dei suoi componenti è LiFePO4. Quando collegato a una fonte di alimentazione, può essere addebitato (memorizzato) con energia e scarica (dimesso) quando viene applicato un carico elettrico.
Le batterie LiFePo4 competono principalmente con le batterie al piombo AGM e GEL, ma li superano in ogni categoria, compresa l'energia e la densità di potenza, capacità, e tutta la vita.
batterie LiFePo4 (corrente continua) fornire e accettare solo corrente continua. Una singola cella LFP è composta da più celle prismatiche LiFePo4 da 3,2 V.
La batteria LiFePo4 da 12 V è composta da quattro celle quadrate collegate in serie. Otto celle prismatiche sono state assemblate da celle LiFePo4 da 24 V.
Come funzionano le batterie al litio ferro fosfato
Secondo la scienza, Le batterie LiFePO4 sono tecnologie di accumulo elettrochimico reversibili. In altre parole, hanno usato un processo reversibile per convertire l'elettricità in particelle elettrochimiche cariche chiamate ioni.
Diamo uno sguardo più da vicino alle batterie LiFePO4.
Si compone delle seguenti otto parti fondamentali:
L'unica differenza tra le batterie agli ioni di litio (LiCoO2, LiMn2O4, NMC, ecc.) è l'ossido di litio al catodo.
E Ora, led è avvicinarsi guarda la carica e scarica della batteria.
Carica
Lioni di litio (Li+) esaurire dal catodo e transito tramite l'elettrolita all'anodo mentre la batteria è Carica. Si prega di notare tlui anodo ha più litio del catodo Dopo un pieno addebitato.
Scarico
Quando viene utilizzato un carico di alimentazione, la reazione della batteria è inversa. L'anodo trasporta gli ioni di litio al catodo in modo che dopo la scarica immagazzini più litio dell'anodo..
Alla fine, IL trasporto degli ioni di litio all'interno della batteria fa sì che gli elettroni fluiscano tra i due elettrodi, quale causa una carica esterna alla batteria.
Se sei interessato a saperne di più sulle equazioni elettrochimiche e sulla scienza dei materiali dietro le batterie LiFePo4, consigliamo questo documento gratuito, che fornisce una buona panoramica.
Gli ioni di litio sono uguali a LiFePO4
LiFePO4 è in realtà una batteria agli ioni di litio.
Gli ioni di litio sono un termine generale che si riferisce a un tipo specifico di batteria a base di litio. Puoi trovato Tlui elettrochimico prestazione Di Li+ in tutte le batterie agli ioni di litio.Differiscono solo nella sostanza utilizzata negli elettrodi, che sono tutti ossidi di litio (LiCoO2, LiMn2O4 e LiFePo4).
Perciò, LiFePO4 è uno dei vari tipi di batterie agli ioni di litio disponibili. Altri tipi di batterie agli ioni di litio sono LiCoO2 – LCO LiNiMnCoO2, NMC LiNiCoAlO2 e NCA LiNiCoAlO2.
Per identificare le migliori batterie agli ioni di litio, chimici e scienziati dei materiali stanno creando molte versioni dell'ossido di litio. La loro scoperta più importante fino ad oggi è stata il LiFePo4, sviluppato in 1996.
Realizzato in ossido di litio manganese cobalto, Le batterie NMC sono la seconda batteria agli ioni di litio più popolare. Ha una densità energetica più elevata (migliore capacità di stoccaggio) e potenza rispetto al LiFePo4. Può anche gestire migliaia di cicli e accettare carica/scarica rapida. Al ribasso, è meno sicura e più costosa delle batterie LFP.
Nel campo dei veicoli elettrici, Batterie agli ioni di litio NMC e NCA (ossido di alluminio nichel cobalto) le batterie sono comunemente usate.
Perché le batterie al litio ferro fosfato costano così tanto
Come tutti sanno, Le batterie LiFePO4 sono molto costoso, Ma Veramente?
WNon possiamo fare affidamento soltanto sul prezzo di acquisto (costo iniziale) della batteria per accumulo di energia. La quantità totale di energia (inkWh) che una batteria può immagazzinare e rilasciare (cicli di carica/scarica) durante la sua vita deve essere considerato. Quindi dividere la tariffa prepagata per questo valore.
Esso è interessante quando si confrontano diversi dispositivi di accumulo dell'energia. I produttori ora offrono garanzie estese SU molte batterie.
Costo medio di stoccaggio per una batteria LiFePo4 da 24 V
Vediamo quanto a 100Ah, 24V Costi della batteria agli ioni di litio in termini di costo di stoccaggio livellato (LCOS). Il corrente prezzo di acquisto questa batteria è $600 con a 5-anno di garanzia. Supponendo un ciclo completo di carica/scarica al giorno, la capacità totale è 2.4 KWh.
Conserverai e scaricherai un totale di 8,760 kWh di elettricità in dieci anni.
Perciò, il LCOS per questa batteria è di $ 0,103/kWh. Negli Stati Uniti, i prezzi al dettaglio dell’elettricità sono in media di 0,112 dollari/kWh.
Il costo medio dell’elettricità nel sud della California è di 0,25 dollari/kWh, ma può raggiungere 0,66 $/kWh durante i picchi estivi (4dalle 21:00 alle 21:00). Inoltre, le bollette elettriche sono in costante aumento (una media di 1.7% all’anno negli ultimi dieci anni).
Posso risparmiare e guadagnare denaro con le batterie LiFePo4?
Con un sistema di accumulo dell'energia, puoi davvero fare soldi (Ess). L'ESS è un dispositivo plug-and-play che combina un caricabatterie solare, inverter e accumulo di batterie. Può essere collegato al pannello solare banco di batterie Inporta così come il elettrico griglia.
Senza pannelli solari, puoi caricare il tuo ESS per $ 0,25/kWh durante le ore non di punta e rivenderlo alla rete durante le ore di punta a un prezzo più alto.
Facciamo i numeri:
Se lo vendi a $ 0,66/kWh e realizzi un profitto di $ 0,25/kWh, allora il tuo profitto sarà $ 0,25/kWh.
L’energia solare è la fonte di elettricità più economica, quindi se ottieni energia dai pannelli solari, potresti guadagnare di più.
Per favore, ricordatelo che si tratta solo di una stima preliminare e che occorrerebbero calcoli più precisi, ma questo è quanto sono economiche in pratica le batterie LiFePO4.
Cosa possiamo usare per la batteria al litio ferro fosfato
Le batterie LiFePo4 hanno una vasta gamma di applicazioni grazie alla loro elevata densità di potenza (Wh/kg), alta densità di energia (Wh/kg), e lunga vita (fino a 10 anni).
Di seguito ho elencato alcuni dei numerosi usi delle batterie LiFePo4:
l Sistema di accumulo dell'energia (Ess), come Evacuazione del Potere della Fortezza.
l Batterie solari con pannelli solari per sostituire il piombo-acido tipo batterie.
l Fornire generatori solari portatili e sistemi di energia solare fai-da-te per il campeggio.
l Le batterie dei veicoli elettrici sono un’applicazione che richiede grandi quantità di energia, magazzinaggio, e durata. Durante l'accelerazione dell'auto, Le batterie al litio ferro fosfato possono fornire impulsi di corrente elevata.
l Sistema di pompe ad acqua solare.
l Fornire biciclette e scooter elettrici.
E' abbastanza sicuro usare batterie al litio ferro fosfato in camera?
La batteria LiFePo4 è la batteria al litio più sicura attualmente.
Sono protetti da un alloggiamento in alluminio sigillato ermeticamente che può resistere a temperature estreme, pressioni, forature e urti.
COSÌ sono assolutamente non ce n'è bisogno manutenzione compreso un BMS, ciò che chiamiamo bbatteria Mgestione Ssistema.
Includono apparecchiature di sicurezza che monitorano e gestiscono singolarmente ciascuna cella della batteria. Scollegando le celle della batteria problematiche, li protegge da sovraccarico/scarica, Short Circuits, e cambiamenti anomali di temperatura. Garantisce inoltre il bilanciamento della tensione delle celle per una carica e una scarica costanti.
La mia batteria LiFePO4 esploderà
Come accennato in precedenza, Le batterie LiFePo4 sono molto sicure grazie al dispositivo di sicurezza. Non c'è pericolo di esplosione e incendio durante il solito operazione, Anche NO la perdita sarà accadere.
Tuttavia, Il fosfato di litio e ferro può esplodere in una delle due situazioni:
1. Valore predefinito di fabbrica LiFePo4:
La produzione di massa di batterie al litio ferro fosfato ammonta a centinaia di milioni, e la possibilità di guasto della batteria è molto ridotta. Stimato a 1 In 10,000,000, questo è abbastanza basso rispetto al rischio di essere colpiti da un fulmine (1 In 13,000).
2. LiFePo4 in presenza di calore esterno (oltre 200°C):
Sono state condotte diverse indagini per comprendere come reagirebbero le diverse batterie al litio in caso di surriscaldamento. La LiFePo4 ha dimostrato di essere la più sicura tra tutte le batterie agli ioni di litio grazie al suo basso aumento di temperatura. Anche, a causa della massima fuga termica, non diffonderanno il fuoco ad altre batterie.
Le batterie LiFePo4 richiedono temperature superiori a 270°C per bruciare.
Le batterie al litio ferro fosfato necessitano di un caricabatterie specifico
La ricarica delle batterie LiFePO4 richiede un caricabatterie dedicato con una curva di carica (limite di tensione) adatto per batterie agli ioni di litio.
Tuttavia, poiché la tensione è limitata all'intervallo consentito per le batterie al litio, puoi anche utilizzare caricabatterie per batterie al piombo.
La curva di carica di una batteria LiFePO4 è divisa in due fasi:
l La prima fase: corrente costante
l La seconda fase: pressione costante
L'unica differenza tra queste due fasi e i profili di carica delle batterie GEL e AGM è la velocità di carica. A differenza delle batterie al piombo che possono essere caricate solo a 0,1-0,3°C (10-30% della loro capacità di corrente massima), Le batterie LiFePO4 possono essere caricate a 0,3C-1C.
Prendere una batteria al litio da 12 V–100 Ah come esempio, Esso può sopportare fino a 1000 W di potenza di ricarica mentre per AGM o GEL, Esso può utilizzare solo 300 W di potenza di ricarica.
Prendiamo un tanto guarda più da vicino il diverso fasi di ricarica della batteria al litio.
SPrendere 1: corrente costante
La lioFePo4 la batteria lo farà Indietro A 90% della sua capacità semplicemente caricando 1 A 2 ore alla massima corrente di carica nel primo stadio.
SPrendere 2: tensione costante
La seconda fase aiuterà a ripristinare il rimanente 10% di capacità. Fase 2 potrebbe richiedere fino a 20 minuti per il completamento.
IL la batteria al litio può essere un pieno addebitato solo per 2-3 ore if il caricabatterie offerte abbastanza corrente. Puoi vedere che il tempo di ricarica è molto più breve di Batterie GEL o AGM, mentre esso PrendereS 10 A 12 ore a IL caricare completamente.
I caricabatterie veloci lo sono non facile A acquistare in molti paesi. Attualmente, i caricabatterie più potenti Sono in Cina, alcuni addirittura raggiungere i 400W.
L’energia solare è il modo più efficiente per caricare rapidamente le batterie al litio. L'energia solare può arrivare fino a 100 ampere in una batteria scarica.
Come conservare le batterie LiFePo4
Le batterie LiFePO4 dovrebbero essere Mettere A 60-80% capacità in un luogo asciutto, ambiente mite (circa 77°F).
Il tasso di autoscarica è di circa 2% A 3% al mese.
Assicurarsi che la temperatura della batteria non scenda sotto i 32°F poiché ciò potrebbe causare danni irreversibili alla batteria al litio.
Le batterie solari LiFePo4 sono le migliori
Penso LiFePO4 è attualmente il miglior solare meglio adesso. È più compatto di piombo acido tipo di batteria, immagazzina più energia, e dura più a lungo.
È ideale anche per l'energia solare in quanto consente una ricarica e una scarica rapida.
IL primo lo svantaggio della tecnologia LiFePO4 è che si degrada a basse temperature (sotto 32°F), farlo non può abito per le regioni fredde.
LTO (Ossido di titanato di litio) è una batteria al litio migliorata e probabilmente il più grande sostituto della LFP.
La batteria LTO funziona in un intervallo di temperature compreso tra -40 °F e 140 °F e ha eccellenti velocità di carica e scarica fino a 15 °C (15 volte la sua corrente nominale), permettendogli di essere completamente carico 15 minuti. Più, hanno finito 15,000 cicli per una lunga durata.
Conclusione:
Litio ferro fosfato le batterie sono senza dubbio le batterie più grandi disponibili.
La tecnologia delle batterie al litio ferro fosfato può essere considerato il progresso tecnologico più significativo nel campo dello stoccaggio dell’energia elettrica.Apre la strada a una rivoluzione nello stoccaggio dell’energia pulita.
Ma ce n'è ancora qualcuno spazio di progresso per LifePo4 batterie, come il suo durata, densità di energia, E velocità di ricarica.
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