What's the advantages and disadvantages of Lifepo4 batteries?

Breve introdução

Bateria de fosfato de ferro-lítio , também conhecida como bateria de íon-lítio de fosfato de ferro-lítio, refere-se a baterias de íon-lítio que usam fosfato de ferro-lítio como material do eletrodo positivo. Aqui estão as regras de nomenclatura para baterias na indústria. Atualmente, geralmente usamos materiais de eletrodos positivos para nomear baterias, e os eletrodos negativos geralmente são feitos de grafite. Por exemplo, baterias ternárias referem-se a NCM ou NCA usadas como materiais de eletrodo positivo, enquanto baterias de óxido de lítio-cobalto referem-se a óxido de lítio-cobalto usado como materiais de eletrodo positivo. Da mesma forma, fosfato de ferro-lítio refere-se a materiais de fosfato de ferro-lítio usados ​​como eletrodos positivos.

Vantagens da bateria de fosfato de ferro-lítio

Desempenho de alta segurança

A ligação PO nos cristais de fosfato de ferro-lítio é estável e difícil de decompor. Mesmo em altas temperaturas ou sobrecarga, ele não entrará em colapso, não aquecerá ou formará substâncias oxidantes fortes como o óxido de lítio-cobalto. A temperatura de decomposição do fosfato de ferro-lítio é de cerca de 600 ℃, por isso tem boa segurança. Embora tenha havido incidentes de combustão e explosão durante a sobrecarga, sua segurança de sobrecarga melhorou muito em comparação com baterias comuns de óxido de cobalto e lítio com eletrólito líquido e baterias ternárias.

Longa vida útil

O ciclo de vida das baterias de chumbo-ácido é de cerca de 500 vezes, com um máximo de cerca de 800 vezes, enquanto as baterias de fosfato de ferro-lítio têm um ciclo de vida de mais de 2.500 vezes e podem atingir 2.000-7.000 vezes quando usadas com carregamento padrão (0,2 C, 5 horas). As baterias de chumbo-ácido da mesma qualidade têm uma vida útil de "meio ano para as novas, meio ano para as antigas e meio ano para reparos e reposição", com um máximo de 1-1,5 anos. Por outro lado, as baterias de fosfato de ferro-lítio, quando utilizadas nas mesmas condições, têm uma vida útil teórica de 7 a 10 anos. No geral, a relação preço-desempenho é teoricamente mais de quatro vezes maior que a das baterias de chumbo-ácido. A descarga de alta corrente pode carregar e descarregar rapidamente em uma alta corrente de 2C. Com um carregador dedicado, a bateria pode ser totalmente carregada em 40 minutos a 1,5C, e a corrente inicial pode chegar a 2C. Porém, as baterias de chumbo-ácido não apresentam esse desempenho.

Bom desempenho em altas temperaturas

A temperatura máxima do fosfato de ferro-lítio pode atingir 350 ℃ -500 ℃, enquanto o óxido de lítio-manganês e o óxido de lítio-cobalto estão apenas em torno de 200 ℃. A faixa de temperatura de trabalho é ampla (-20C -+75C) e possui resistência a altas temperaturas. O pico de aquecimento elétrico do fosfato de ferro-lítio pode atingir 350 ℃ -500 ℃, enquanto o óxido de lítio-manganês e o óxido de lítio-cobalto estão apenas em torno de 200 ℃.

Grande capacidade

Tem uma capacidade maior do que as baterias comuns (como baterias de chumbo-ácido) e a densidade de energia das baterias de chumbo-ácido é de cerca de 40WH/kg. As principais baterias de fosfato de ferro-lítio no mercado têm uma densidade de energia superior a 100WH/kg.

Sem efeito de memória

As baterias recarregáveis ​​geralmente operam em condições de estarem totalmente carregadas, mas não totalmente descarregadas, e sua capacidade cai rapidamente abaixo do valor de capacidade nominal. Este fenômeno é chamado de efeito memória. As baterias de níquel-hidreto metálico e níquel-cádmio têm propriedades de memória, enquanto as baterias de fosfato de ferro-lítio não apresentam esse fenômeno (as baterias de íon-lítio geralmente não têm efeitos de memória). A bateria pode ser carregada e utilizada a qualquer momento, independentemente do seu estado, sem a necessidade de descarregá-la antes de carregá-la.

peso leve

O volume de uma bateria de fosfato de ferro-lítio com a mesma capacidade especificada é 2/3 do de uma bateria de chumbo-ácido, seu peso é 1/3 do de uma bateria de chumbo-ácido e sua densidade de energia é várias vezes maior que de uma bateria de chumbo-ácido.

Ambientalmente amigável

Esta bateria é geralmente considerada livre de quaisquer metais pesados ​​e metais raros (as baterias de níquel-hidrogênio requerem metais raros), não tóxica (certificada pela SGS), livre de poluição, em conformidade com os regulamentos europeus RoHS e é verde e ecologicamente correta. bateria. Uma razão importante pela qual as baterias de lítio são preferidas pela indústria são as considerações ambientais.

Comparação de outros materiais

Os materiais de eletrodo positivo mais promissores para baterias de íon-lítio incluem atualmente óxido de manganês de lítio modificado (LiMn2O4), fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) e óxido de manganês de lítio-cobalto de níquel (Li (Ni, Co, Mn) O2) materiais ternários. Os materiais ternários de níquel-cobalto-óxido de manganês são geralmente considerados difíceis de se tornarem o mainstream das baterias de íon-lítio para veículos elétricos devido à falta de recursos de cobalto, ao alto custo do níquel e do cobalto e às grandes flutuações de preços. No entanto, eles podem ser misturados com óxido de espinélio-lítio-manganês dentro de uma certa faixa.

Desvantagens da bateria de fosfato de ferro-lítio

As baterias de fosfato de ferro-lítio também têm suas desvantagens, como baixo desempenho em baixas temperaturas, baixa densidade de derivação de materiais de eletrodo positivo e maior volume de baterias de íon-lítio, como óxido de lítio-cobalto para capacidade igual. Portanto, não apresentam vantagens em microbaterias. Quando usadas para baterias de alimentação, as baterias de fosfato de ferro-lítio, como outras baterias, precisam enfrentar problemas de consistência da bateria.

Aplicações

Devido às características acima das baterias de fosfato de ferro-lítio e à produção de diversas baterias com diferentes capacidades, elas têm sido amplamente utilizadas. Suas principais áreas de aplicação incluem:

• Grandes veículos elétricos : ônibus ,   Veículos elétricos , barcos, ônibus turísticos e veículos híbridos, etc;
• Veículos elétricos leves: bicicletas elétricas ,  carrinhos de golfe ,  pequenas scooters elétricas planas , empilhadeiras , limpeza de veículos , cadeiras de rodas elétricas, etc;
• Ferramentas elétricas: furadeiras, motosserras, cortadores de grama , etc;
• Brinquedos controlados remotamente, como carros, barcos , aviões, etc;
• Armazenamento de energia equipamentos para geração de energia solar e eólica;
• UPS e luzes de emergência , luzes de advertência e luzes de mineração (com a melhor segurança);
• Substitua a bateria de lítio descartável de 3V e a bateria recarregável de níquel cádmio ou níquel hidrogênio de 9V na câmera (com tamanho idêntico);
• Pequenos equipamentos médicos e dispositivos portáteis, etc.

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