Quels sont les avantages et les inconvénients des batteries Lifepo4 ?

Brève introduction

Batterie au lithium fer phosphate , également connue sous le nom de batterie lithium-ion au lithium fer phosphate, fait référence aux batteries lithium-ion qui utilisent du lithium fer phosphate comme matériau d'électrode positive. Voici les règles de dénomination des batteries dans l’industrie. Actuellement, nous utilisons généralement des matériaux d’électrodes positives pour nommer les batteries, et les électrodes négatives sont généralement en graphite. Par exemple, les batteries ternaires font référence au NCM ou au NCA utilisés comme matériaux d'électrode positive, tandis que les batteries au lithium-oxyde de cobalt font référence à l'oxyde de lithium-cobalt utilisé comme matériaux d'électrode positive. De même, le phosphate de fer et de lithium fait référence aux matériaux de phosphate de fer et de lithium utilisés comme électrodes positives.

Avantages de la batterie au lithium fer phosphate

Hautes performances de sécurité

La liaison PO dans les cristaux de phosphate de fer et de lithium est stable et difficile à décomposer. Même à des températures élevées ou en cas de surcharge, il ne s'effondrera pas, ne chauffera pas et ne formera pas de substances oxydantes fortes comme l'oxyde de lithium et de cobalt. La température de décomposition du phosphate de fer et de lithium est d'environ 600 ℃, ce qui lui confère une bonne sécurité. Bien qu'il y ait eu des incidents de combustion et d'explosion lors d'une surcharge, sa sécurité de surcharge s'est considérablement améliorée par rapport aux batteries ordinaires à électrolyte liquide lithium-oxyde de cobalt et aux batteries ternaires.

Longue durée de vie

La durée de vie des batteries au plomb est d'environ 500 fois, avec un maximum d'environ 800 fois, tandis que les batteries au lithium fer phosphate ont une durée de vie de plus de 2 500 fois et peuvent atteindre 2 000 à 7 000 fois lorsqu'elles sont utilisées avec une charge standard (0,2 C, 5 heures). Les batteries au plomb de même qualité ont une durée de vie de « six mois pour les neuves, six mois pour les anciennes et six mois pour la réparation et le réapprovisionnement », avec un maximum de 1 à 1,5 ans. En revanche, les batteries lithium fer phosphate, utilisées dans les mêmes conditions, ont une durée de vie théorique de 7 à 10 ans. Au total, le rapport performances/prix est théoriquement plus de quatre fois supérieur à celui des batteries au plomb. La décharge à courant élevé peut charger et décharger rapidement à un courant élevé de 2C. Avec un chargeur dédié, la batterie peut être complètement chargée en 40 minutes à 1,5 °C et le courant de démarrage peut atteindre 2 °C. Cependant, les batteries au plomb n’ont pas ces performances.

Bonnes performances à haute température

La température maximale du phosphate de fer et de lithium peut atteindre 350 ℃ -500 ℃, tandis que l'oxyde de lithium-manganèse et l'oxyde de lithium-cobalt ne sont qu'environ 200 ℃. La plage de température de fonctionnement est large (-20 °C à + 75 °C) et présente une résistance à haute température. Le pic de chauffage électrique du phosphate de fer et de lithium peut atteindre 350 ℃ -500 ℃, tandis que l'oxyde de lithium-manganèse et l'oxyde de lithium-cobalt ne sont qu'environ 200 ℃.

Grande capacité

Elle a une plus grande capacité que les batteries ordinaires (telles que les batteries au plomb) et la densité énergétique des batteries au plomb est d'environ 40WH/kg. Les batteries au lithium fer phosphate les plus courantes sur le marché ont une densité énergétique supérieure à 100 WH/kg.

Pas d'effet mémoire

Les batteries rechargeables fonctionnent souvent dans des conditions de charge complète mais pas complètement déchargées, et leur capacité tombe rapidement en dessous de la valeur de capacité nominale. Ce phénomène est appelé effet mémoire. Les batteries au nickel-hydrure métallique et au nickel-cadmium ont des propriétés de mémoire, tandis que les batteries au lithium fer phosphate n'ont pas ce phénomène (les batteries au lithium-ion n'ont généralement pas d'effets de mémoire). La batterie peut être chargée et utilisée à tout moment quel que soit son état, sans qu'il soit nécessaire de la décharger avant de la charger.

Poids léger

Le volume d'une batterie au lithium fer phosphate avec la même capacité spécifiée est 2/3 de celui d'une batterie au plomb, son poids est 1/3 de celui d'une batterie au plomb et sa densité énergétique est plusieurs fois celle de une batterie au plomb.

Écologique

Cette batterie est généralement considérée comme exempte de métaux lourds et de métaux rares (les batteries nickel-hydrogène nécessitent des métaux rares), non toxique (certifiée SGS), non polluante, conforme à la réglementation européenne RoHS et constitue un produit écologique et respectueux de l'environnement. batterie. L’une des principales raisons pour lesquelles les batteries au lithium sont privilégiées par l’industrie réside dans les considérations environnementales.

Comparaison d'autres matériaux

Les matériaux d'électrode positive les plus prometteurs pour les batteries lithium-ion de puissance comprennent actuellement l'oxyde de lithium-manganèse modifié (LiMn2O4), le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) et l'oxyde de lithium-manganèse nickel-cobalt (Li (Ni, Co, Mn) O2). Les matériaux ternaires nickel-cobalt-oxyde de manganèse sont généralement considérés comme difficiles à devenir le courant dominant des batteries lithium-ion pour véhicules électriques en raison du manque de ressources en cobalt, du coût élevé du nickel et du cobalt et des fortes fluctuations de prix. Cependant, ils peuvent être mélangés à l’oxyde de manganèse spinelle-lithium dans une certaine plage.

Inconvénients de la batterie au lithium fer phosphate

Les batteries au lithium fer phosphate présentent également des inconvénients, tels qu'une mauvaise performance à basse température, une faible densité de robinet des matériaux d'électrode positive et un plus grand volume de batteries lithium-ion telles que l'oxyde de lithium-cobalt pour une capacité égale. Par conséquent, elles n’ont aucun avantage dans les micro-batteries. Lorsqu'elles sont utilisées pour des batteries électriques, les batteries au lithium fer phosphate, comme les autres batteries, doivent faire face à des problèmes de cohérence de la batterie.

Applications

En raison des caractéristiques ci-dessus des batteries au lithium fer phosphate et de la production de diverses batteries de différentes capacités, elles ont été largement utilisées. Ses principaux domaines d'application comprennent:

• Gros véhicules électriques : les bus ,   véhicules électriques , des bateaux, bus touristiques et véhicules hybrides, etc. ;
• Véhicules électriques légers: vélos électriques ,  voiturettes de golf ,  petits scooters électriques à plat , chariots élévateurs , nettoyage des véhicules , fauteuils roulants électriques, etc. ;
• Outils électriques : perceuses, tronçonneuses, tondeuses à gazon , etc;
• Les jouets télécommandés tels que les voitures, bateaux , avions, etc. ;
• Stockage d'énergie équipements pour la production d'énergie solaire et éolienne;
• UPS et lumières de secours , feux d'avertissement et feux miniers (avec la meilleure sécurité) ;
• Remplacez la pile au lithium jetable de 3 V et la pile rechargeable au nickel-cadmium ou au nickel-hydrogène de 9 V dans l'appareil photo (de taille identique) ;
• Petit matériel médical et appareils portables, etc.

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