סוללה ליתיום ברזל פוספט: המאפיינים, יישום

ציוד מודרני מדי יום הופך להיות יותר מורכב ורב עוצמה. סטנדרטי טכנולוגיה גבוהים להפוך דרישות גבוהות על הסוללות כי עכשיו צריך לשלב ביצועים גבוהים, יעילות אנרגטית, ויש להם אספקת חשמל עלתה.

המבוא של סוגים חדשים של ייצור ציוד חשמלי, האצה של התהליך - כל זה מגדיל את הביקוש לחשמל, וסוללות מודרניות כבר לא יכולה תמיד לפגוש אותם. כדי לפתור בעיה זו, יצרנים שבחרו לשפר את הטכנולוגיה ליתיום-יון. כך נולדה סוללת פוספט ברזל ליתיום (LiFePO4), המהווה צאצא אידיאולוגי של סוללות Li-ion.

מידע היסטורי

LiFePO4, או LFP, - משפחת אוליבין המינרלים הטבעיים, התגלה לראשונה בשנת 1996 על ידי מדענים מאוניברסיטת טקסס, ג'ון Goodenough, שחיפש דרכים לשפר את מקורות הכוח Li-ion. ראוי לציון הוא העובדה כי המינרל בעל רעילות נמוכה ויציבות תרמית גבוהה יותר מאשר כל דבר הידוע במועד האלקטרודות.

מלבד זאת נפגשה בסביבה הטבעית, והייתה בעלות נמוכה יותר. החיסרון העיקרי של אלקטרודות על בסיס LiFePO4 היה בעל קיבולת חשמלית קטנה, וזו הסיבה הסוללה פוספט ברזל ליתיום חדלה להתפתח.

מחקר בכיוון זה חודש בשנת 2003 במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. צוות של מדענים עובדים על יצירת הסוללה חדשה מן היסוד שיהפוך תחליף המתקדם ביותר באותה התקופה, Li-ion סוללות. הפרויקט המעוניין בחברות גדולות כגון מוטורולה ו- Qualcomm של, אשר הביאו את הופעתה של סוללה עם אלמנטי קתודת LiFePO4.

סוללת LiFePO4 על הבסיס

סוג זה של סוללות משתמשת באותה טכנולוגיה לייצור חשמל, והתאים ליתיום-יון הרגיל בשבילנו. עם זאת, ישנם מספר הבדלים משמעותיים ביניהם. ראשית, הוא להשתמש בסוג משלה BMS - מערכת ניהול המגן על הסוללה החשמלית מ טעינת יתר הפרשה עמוקה, משפר עמידות והופך למקור האנרגיה יציב יותר.

שנית, LiFePO4, בניגוד LiCoO2, הוא פחות רעיל. עובדה זו אפשרה למנוע חלק מהבעיות הקשורות לזיהום סביבתי. בפרט כדי להפחית את פליטת קובלט עקב סילוק נאות של סוללות.

לבסוף, בשל היעדר תקנים המאוחדים אלמנטי LFP יש קומפוזיציות כימיות שונות, אשר גורם מודלי ביצועי וריאציה על פני טווח רחב. בנוסף, תחזוקת ספקים כוח אלה יותר קשים וצריכים להיעשות בהתאם לכללים מסוימים.

מאפיינים טכניים

הוא אמר כי הסוללה פוספט ברזל ליתיום 48 וולט, 36 וולט ו 60 וולט מיוצרים ברצף ידי מקשרות תאים בודדים, בגלל המתח המרבי בסעיף LFP אחד לא יעלה על 3.65 V. לכן, את הביצועים של כל הסוללות עלולות משמעותית נבדלים זה מזה - זה הכל תלוי הרכבה ואת ההרכב הכימי בפרט.

לקבלת ביצועים וניתוח להציג ערך נקוב של תא בודד אחד.

ההגשמה הטובה ביותר של הפוטנציאל של כל תא יחיד הסוללה מוצתה Everexceed. סוללת ליתיום ברזל פוספט Everexceed שונה לחיים ארוכים. כל מה שהם יכולים לעמוד עד 4 אלף מחזורים. Charge-פריק עם פסד של קיבולת של עד 20%, ואת החידוש של אחסון אנרגיה מתרחש 12 דקות. לאור זאת, אנו יכולים להסיק כי סוללות Everexceed אחד הנציגים הטובים ביותר של אלמנטי LFP.

יתרונות וחסרונות

היתרון העיקרי של אותה באור חיובי מדגיש את סוללת פוספט ברזל ליתיום, בין נציגים אחרים של CRA, הוא אריכות ימים. כזה אלמנט הוא מסוגל לעמוד בפני יותר מ 3 אלף מחזורי פריקת תשלום בהספק יורד ל 30%, ויותר מ -2 אלף - .. אם ירד ל 20%. בגלל זה את חיי הסוללה הממוצעים הם כ 7 שנים.

נוכחי טעינת יציבת היתרון החשוב השני של אלמנטי LFP. מתח המוצא נשאר שווה 3.2 V עד שהחיוב אינו מותש לחלוטין. זה מפשט את החיווט, ביטול צורך רגולטורי מתח.

השיא הנוכחי גבוהה - השלישי היתרון שלהם. תכונה זו מאפשרת את הסוללה כדי לתת להם כוח מרבי אפילו בטמפרטורות נמוכות מאוד. מאפיין זה עורר יצרני הרכב להשתמש בסוללה פוספט ברזל ליתיום כמקור הכוח העיקרי בעת הפעלת מנועי בנזין ודיזל.

יחד עם כל היתרונות, סוללות LiFePO4 יש חיסרון אחד גדול - מסה ומימדים גדולים. זה מגביל את השימוש בהם בסוגים מסוימים של מכונות וציוד חשמלי.

תכונות של מבצע

אם אתה קונה מוכן סולל-פוספט ליתיום, הקשיים עם התחזוקה ותפעול לא יהיו לך. הכל בזכות העובדה כי יצרני אלמנטים כגון מוכנס לתוך לוח BMS המונע טעינת יתר ולמנוע אלמנט פריק לרמה הנמוכה ביותר.

אבל אם אתה רוכש תאים בודדים (סוללות פנס קטנות, למשל), אז אתה צריך לפקוח עין על סוללה בלבד. כאשר תשלום יורד מתחת לרמה הקריטית (2.00 V להלן) יפלו במהירות קיבול, כך שלא ניתן לטעון את התאים. אם, לעומת זאת, להיות מחיר מופקע (מעל 3.75 V), התא פשוט מתפוצץ בגלל הגזים שוחררו.

אם אתה משתמש בסוללה כזו עבור רכב חשמלי, לאחר 100% טעינה עליך לנתק את מטען הסוללה. אחרת, הסוללה מתנפחת בשל רוויה של התחשמלות.

כללי הפעלה

אם אתם מתכננים להשתמש בסוללות פוספט-ליתיום במצב מחזורי חיץ, למשל, כמקור כוח קופץ או בשילוב עם סוללה סולארית, אתה צריך לדאוג להורדת רמת תשלום 3.40-3.45 V. להתמודד עם משימה זו מסייעת מטענים "חכמים" כי באופן אוטומטי הראשון לפצות באופן מלא לאספקת אנרגיה, ולאחר מכן להוריד את רמת הלחץ.

במהלך מבצע, אתה צריך לפקח על האיזון של תאים או שימוש תשלום איזון מיוחד (ב הסוללה, הם בנויים על רכב חשמלי). חוסר איזון תא הנקרא למצב כזה, כאשר המתח הכולל של המכשיר הוא ברמה נומינלית, אך מתח התא הופך שונה.

תופעה זו נובעת מההבדל של ההתנגדויות של חלקים בודדים, therebetween מגע העני. אם יש התאים במתחים שונים, וזה פורקי המטען האחידים שלהם, אשר מפחיתים באופן משמעותי את חיי השירות של הסוללה.

הצבת הסוללה לפעולה

לפני השימוש בסוללות ליתיום פוספט התאספו מתאים נפרדים, יש לנקוט זהירות מערכת איזון, כמו בסעיפים יכולים להיות ברמת תשלום שונה. לשם כך את כל הרכיבים מחוברים ביניהם במקביל המחוברים המיישרים, מטען. ארצות ובכך יש צורך להטעין את הנייד כדי 3.6 V.

שימוש פוספט ברזל ליתיום סוללה עבור אופניים חשמליים, כנראה שמתם לב כי בדקות הראשונות של סוללה נותן את הכח המקסימאלי, ולאחר מכן את האשמה נופלת במהירות לרמה של 3.3-3.0 V. אל תפחדו של זה, כי זה דרך הפעולה הרגילה של הסוללה . העובדה שרוב יכולתה (כ 90%) נמצאת בטווח זה.

מסקנה

יעילות-פוספט ליתיום סוללות הן 20-30% גבוהות יותר מזה של סוללות אחרות. במקביל הם משרתים במשך 2-3 שנים יותר מקורות כוח אחרים, כמו גם לספק זרם יציב לאורך כל תקופת המבצע. כל זה מדגיש את האלמנטים מוצגת באור חיובי.

עם זאת, רוב האנשים יתעלמו וסוללת פוספט ברזל ליתיום. יתרונות וחסרונות של סוללה חיוורת לפני מחירן - זה 5-6 פעמים יותר מרגיל עבורנו עופרת חומצת תאים. סוללה במכונית זה עולה בממוצע כ -26 אלף. רובל.