Ghid de experti pentru bateriile cu litiu fier fosfat

Cumpărarea bateriilor LiFePo4? Cu atât de multe de bună calitate Fosfat de fier de litiu baterii disponibile pe piață, precum Maxworld Power, este dificil pentru clienți să ia o decizie de cumpărare. Citiți mai departe pentru a afla punctele cheie pe care trebuie să le luați în considerare înainte de a vă pune banii câștigați cu greu într-o bancă de baterii cu litiu.

În zilele noastre, cea mai ușoară și eficientă modalitate de a stoca energie electrică este utilizarea bateriilor cu litiu fier fosfat.

Stocarea energiei electrice a fost mult timp o problemă științifică și tehnologică.

Să aruncăm o privire la calitățile unei baterii LFP ideale: aprinde, compact, puternic, durabil, încărcare/descărcare rapidă, versatil și sigur.

În toate categoriile de mai sus, bateriile cu litiu fier fosfat funcționează admirabil. Sunt cea mai inteligentă alegere pentru o gamă largă de aplicații de la Sistem solar la vehiculele electrice cu rază lungă de acțiune.

În acest articol, veți învăța despre bateriile cu litiu fosfat de fier (LIFEPO4), cunoscute și sub denumirea de baterii LFP.

Veți afla, de asemenea, cum funcționează bateriile LFP și principalele beneficii ale acestora.

Acolo sunt unele întrebări mereu puse despre bateriile cu litiu fosfat de fier?

În întregime, motivul pentru care bateriile cu litiu sunt scumpe va fi explorat împreună cu dvs, și veți învăța cum să obțineți profit din bateriile LFP.

Știți ce este o baterie cu litiu fosfat de fier

Bateria LiFePO4 este un sistem reversibil de stocare a energiei şi una dintre componentele sale este LiFePO4. Când este conectat la o sursă de alimentare, se poate incarca (depozitat) cu energie și descărcat (eliberat) când se aplică o sarcină electrică.

Bateriile LiFePo4 concurează în principal cu bateriile plumb-acid AGM și GEL, dar îi depășesc în fiecare categorie, inclusiv energie și densitate de putere, capacitate, și toată viața.

baterii LiFePo4 (curent continuu) furnizați și acceptați numai curent continuu. O singură celulă LFP constă din mai multe celule prismatice LiFePo4 de 3,2 V.

Bateria LiFePo4 de 12V este formată din patru celule pătrate conectate în serie. Opt celule prismatice au fost asamblate din celule LiFePo4 de 24 V.

Cum funcționează bateriile cu litiu fier fosfat

Conform stiintei, Bateriile LiFePO4 sunt tehnologii reversibile de stocare electrochimică. Cu alte cuvinte, au folosit un proces reversibil pentru a converti electricitatea în particule electrochimice încărcate numite ioni.

Să aruncăm o privire mai atentă la bateriile LiFePO4.

Este format din următoarele opt părți cheie:

Singura diferență între bateriile Li-ion (LiCoO2, LiMn2O4, NMC, etc.) este oxidul de litiu de la catod.

Şi acum, lși ale lui apropie-te uitați-vă la încărcarea și descărcarea bateriei.

Încărcare

Lionii de itiu (Li+) a alerga afară din catod și tranzit prin electrolitul la anod în timp ce bateria este încărcare. Vă rugăm să rețineți tel anod are mai mult litiu decât catodul după un plin încărcat.

Descarcare

Când se utilizează o sarcină de putere, reacția bateriei este inversată. Anodul transportă ioni de litiu la catod, astfel încât stochează mai mult litiu decât anodul după descărcare..

La sfârșitul, the transport ionii de litiu din baterie determină curgerea electronilor între cei doi electrozi, care cauzează o încărcare în afara bateriei.

Dacă sunteți interesat să aflați mai multe despre ecuațiile electrochimice și știința materialelor din spatele bateriilor LiFePo4, vă recomandăm această hârtie gratuită, care oferă o bună imagine de ansamblu.

Litiu Ion este același cu LiFePO4

LiFePO4 este de fapt o baterie litiu-ion.

Litiu-ion este un termen general care se referă la un anumit tip de baterie pe bază de litiu. Puteți găsit tel electrochimic performanţă de Li+ în toate bateriile litiu-ion.Ele diferă doar prin substanța utilizată în electrozi, toate acestea sunt oxizi de litiu (LiCoO2, LiMn2O4 și LiFePo4).

Prin urmare, LiFePO4 este unul dintre diferitele tipuri de baterii Li-ion disponibile. Alte tipuri de baterii Li-ion sunt LiCoO2 – LCO LiNiMnCoO2, NMC LiNiCoAlO2 și NCA LiNiCoAlO2.

Pentru a identifica cele mai bune baterii litiu-ion, chimiștii și oamenii de știință din materiale creează multe versiuni de oxid de litiu. Cea mai importantă descoperire a lor până în prezent a fost LiFePo4, dezvoltat în 1996.

Fabricat din oxid de litiu mangan cobalt, Bateriile NMC sunt a doua cea mai populară baterie litiu-ion. Are o densitate de energie mai mare (capacitate de stocare mai bună) și putere decât LiFePo4. De asemenea, poate gestiona mii de cicluri și poate accepta încărcare/descărcare rapidă. Pe dezavantaj, este mai puțin sigur și mai scump decât bateriile LFP.

În domeniul vehiculelor electrice, baterii NMC litiu-ion și NCA (oxid de nichel cobalt aluminiu) bateriile sunt utilizate în mod obișnuit.

De ce bateriile cu litiu fier fosfat costă atât de mult

După cum știe toată lumea, Bateriile LiFePO4 sunt foarte scump, dar într-adevăr?

Wnu mă pot baza numai asupra prețului de achiziție (Costuri în avans) a bateriei pentru Depozitarea energiei. Cantitatea totală de energie (în kWh) pe care o baterie îl poate stoca și elibera (cicluri de încărcare/descărcare) pe durata vieții sale trebuie luate în considerare. Apoi, împărțiți taxa preplătită la această valoare.

Ea este interesant atunci când se compară diferite dispozitive de stocare a energiei. Producătorii oferă acum garanții extinse pe multe baterii.

Costul mediu de stocare pentru o baterie LiFePo4 de 24 V

Să vedem cât a 100Ah, 24V Costurile bateriei Li-ion în ceea ce privește costul nivelat de stocare (LCOS). Curentul pretul de achizitie această baterie este $600 cu a 5-an de garantie. Presupunând un ciclu complet de încărcare/descărcare pe zi, capacitatea totală este 2.4 KWH.

Veți stoca și descărca un total de 8,760 kWh de energie electrică de peste zece ani.

Prin urmare, LCOS pentru această baterie este de 0,103 USD/kWh. În Statele Unite, Prețurile cu amănuntul la electricitate sunt în medie de 0,112 USD/kWh.

Costul mediu al energiei electrice în California de Sud este de 0,25 USD/kWh, dar poate ajunge la 0,66 USD/kWh în timpul verii de vârf (4pm-9pm). În plus, facturile la energie electrică cresc constant (o medie de 1.7% pe an în ultimul deceniu).

Pot economisi bani și pot face bani cu bateriile LiFePo4?

Cu sistem de stocare a energiei, chiar poti face bani (ESS). ESS este un dispozitiv plug-and-play care combină un încărcător solar, invertor și stocare baterie. Poate fi conectat la panoul solar Baterie de baterii înuşă precum și cel electric grila.

Fara panouri solare, vă puteți încărca ESS cu 0,25 USD/kWh în timpul orelor de vârf și îl puteți vinde înapoi la rețea în timpul orelor de vârf pentru un preț mai mare.

Să rulăm numerele:

Dacă îl vindeți cu 0,66 USD/kWh și obțineți un profit de 0,25 USD/kWh, atunci profitul tău este de 0,25 USD/kWh.

Energia solară este cea mai ieftină sursă de energie electrică, deci dacă îți obții puterea de la panouri solare, poți câștiga mai mulți bani.

Vă rog să vă amintiți că aceasta este doar o estimare preliminară și ar trebui făcute calcule mai precise, dar așa sunt bateriile LiFePO4 ieftine în practică.

Ce putem folosi pentru baterie cu litiu fosfat de fier

Bateriile LiFePo4 au o gamă largă de aplicații datorită densității lor mari de putere (WH/kg), Densitate energetică ridicată (WH/kg), si viata lunga (până la 10 ani).

Am enumerat mai jos câteva dintre numeroasele utilizări ale bateriilor LiFePo4:

l Sistem de stocare a energiei (ESS), precum Fortress Power Eault.

l Baterii solare cu panouri solare pentru a înlocui plumb-acid tip baterii.

l Furnizați generatoare solare portabile și sisteme de energie solară DIY pentru camping.

l Bateriile pentru vehicule electrice sunt o aplicație care necesită cantități mari de putere, depozitare, si durabilitate. În timpul accelerării mașinii, bateriile cu litiu fier fosfat pot furniza impulsuri de curent ridicat.

l Sistem solar de pompe de apa.

l Furnizați biciclete și scutere electrice.

Este suficient de sigur să folosiți baterii cu litiu și fosfat de fier în cameră

Bateria LiFePo4 este cea mai sigură baterie cu litiu În prezent.

Sunt protejate de o carcasă din aluminiu închisă ermetic, care poate rezista la temperaturi extreme, presiuni, înţepături şi lovituri.

Aşa sunt absolut deloc nevoie întreţinere inclusiv un BMS, ceea ce numim baterie mmanagement ssistem.

Acestea includ echipamente de siguranță care monitorizează și gestionează fiecare celulă a bateriei în mod individual. Prin deconectarea celulelor problematice ale bateriei, îi protejează de supraîncărcare/descărcare, SCURTATE CIRCUITE, și schimbări anormale de temperatură. De asemenea, asigură echilibrul tensiunii celulare pentru încărcare și descărcare consistentă.

Bateria mea LiFePO4 va exploda?

După cum am menționat anterior, Bateriile LiFePo4 sunt foarte sigure datorită dispozitivului de siguranță. Nu există pericol de explozie și incendiu în timpul de obicei operare, asemenea nu scurgerea va întâmpla.

Cu toate acestea, fosfatul de litiu fier poate detona în una din două situații:

1. Valoarea implicită din fabrică LiFePo4:

Producția în masă a bateriilor cu litiu și fosfat de fier este de sute de milioane, iar posibilitatea defectării bateriei este foarte mică. Estimată la 1 în 10,000,000, aceasta este destul de redusă în comparație cu riscul de a fi lovit de fulger (1 în 13,000).

2. LiFePo4 în prezența căldurii externe (peste 200°C):

Au fost efectuate mai multe investigații pentru a înțelege cum ar reacționa diferitele baterii cu litiu atunci când sunt supraîncălzite. Sa dovedit că LiFePo4 este cea mai sigură dintre toate bateriile litiu-ion datorită creșterii sale scăzute a temperaturii. Asemenea, datorită celei mai înalte fugări termice, nu vor răspândi focul la alte baterii.

Bateriile LiFePo4 necesită temperaturi de peste 270°C pentru a arde.

Bateriile cu litiu fosfat de fier au nevoie de un încărcător specificat

Încărcarea bateriilor LiFePO4 necesită un încărcător dedicat cu o curbă de încărcare (limita de tensiune) potrivit pentru baterii Li-ion.

Cu toate acestea, deoarece tensiunea este limitată în intervalul permis al bateriilor cu litiu, poti folosi si incarcatoare de baterii cu plumb acid.

Curba de încărcare a unei baterii LiFePO4 este împărțită în două etape:

l Prima etapă: curent constant

l A doua etapă: presiune constantă

Singura diferență dintre aceste două faze și profilurile de încărcare ale bateriilor GEL și AGM este viteza de încărcare. Spre deosebire de bateriile plumb-acid care pot fi încărcate doar la 0,1-0,3C (10-30% din capacitatea lor maximă de curent), Bateriile LiFePO4 pot fi încărcate la 0,3C-1C.

Ia o baterie cu litiu de 12V-100AH ca exemplu, ea poate rezista la o putere de încărcare de până la 1000 W în timp ce pentru AGM sau GEL, ea poate folosi doar 300 W de putere de încărcare.

Să luăm o mult uită-te mai atent la diferit etapele de încărcare a bateriei cu litiu.

Sia 1: curent constant

LiFePo4 bateria va spate la 90% a capacității sale doar prin încărcare 1 la 2 ore la curent de încărcare maxim în prima etapă.

Sia 2: tensiune constantă

A doua fază va ajuta la restabilirea celor rămase 10% de capacitate. Fază 2 poate dura până la 20 minute pentru a finaliza.

The bateria cu litiu poate fi un plin încărcat numai pentru 2-3 ore if încărcătorul de baterie oferte suficient curent. Puteți vedea că timpul de încărcare este mult mai scurt decât baterii GEL sau AGM, în timp ce acesta ias 10 la 12 ore pentru a the încărcați complet.

Încărcătoarele rapide sunt nu usor la cumpara in multe tari. În prezent, cele mai puternice încărcătoare sunt în China, unele de atunci chiar ajunge la 400W.

Energia solară este cea mai eficientă modalitate de a încărca rapid bateriile cu litiu. Energia solară poate trage până la 100 amperi într-o baterie epuizată.

Cum se depozitează bateriile LiFePo4

Bateriile LiFePO4 ar trebui să fie pune la 60-80% capacitate într-un uscat, mediu blând (aproximativ 77°F).

Rata de autodescărcare este de aproximativ 2% la 3% pe lună.

Asigurați-vă că temperatura bateriei nu scade sub 32°F, deoarece acest lucru poate cauza deteriorarea ireversibilă a bateriei cu litiu.

Sunt bateriile solare LiFePo4 cele mai bune

Cred că LiFePO4 este în prezent cel mai bun solar mai bine acum. Este mai compact decât acid de plumb tip baterie, stochează mai multă energie, si dureaza mai mult.

De asemenea, este ideal pentru energia solară, deoarece permite încărcarea și descărcarea rapidă.

The prim dezavantajul tehnologiei LiFePO4 este că se degradează la temperaturi scăzute (sub 32°F), făcând să nu se poată costum pentru regiunile reci.

LTO (Oxid de titanat de litiu) este o baterie cu litiu îmbunătățită și probabil cel mai mare înlocuitor pentru LFP.

Bateria LTO funcționează într-un interval de temperatură de la -40°F la 140°F și are viteze excelente de încărcare și descărcare de până la 15°C (15 ori mai mare decât curentul său nominal), permițându-i să fie încărcat complet 15 minute. Plus, au peste 15,000 cicluri pentru o durată lungă de viață.

Concluzie:

Lifosfat de fier de tiu bateriile sunt, fără îndoială, cele mai mari baterii disponibile.

Tehnologia bateriei cu litiu fier fosfat poate fi privit cel mai semnificativ progres tehnologic în domeniul stocării energiei electrice.Pregătește calea pentru o revoluție a stocării de energie curată.

Dar mai sunt unele spaţiu de progres pentru LIFEPO4 baterii, precum ea durabilitate, Densitatea energetică, şi viteză de încărcare.