Przegląd baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe to akumulatory litowo-jonowe, które wykorzystują fosforan litowo-żelazowy jako materiał katodowy.Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy ma zalety wysokiego bezpieczeństwa, długiej żywotności, mnożnika rozładowania, odporności na wysoką temperaturę itp. Jest uważany za nową generację baterii litowych.

1, funkcje baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

 Dobre bezpieczeństwo, przebicie nie eksploduje, przeładowanie nie pali się ani nie eksploduje;

 dobra żywotność, żywotność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej do 2000 razy lub więcej;

 dobra wydajność w wysokich temperaturach, zakres temperatur roboczych od -20 ℃ do 70 ℃;

 wysoka gęstość drgań, większa wydajność w tych samych warunkach;

 może realizować funkcję szybkiego ładowania 1C-5C, znacznie skracając czas ładowania.

2, pola aplikacji

Magazynowanie energii, sprzęt specjalny, robotyka, pojazdy AGV, transport kolejowy, sprzęt medyczny, awaryjne tworzenie kopii zapasowych, komunikacja zasilania itp.

Zalety baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

1, dobre wyniki w zakresie bezpieczeństwa

Bezpieczeństwo wynika ze stabilności materiału katody i niezawodnej konstrukcji bezpieczeństwa, akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy został poddany rygorystycznym testom bezpieczeństwa, nawet podczas gwałtownych kolizji nie spowoduje wybuchu.

2, długi cykl życia

Żywotność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej 1C wynosi zwykle do 2000 razy, a nawet ponad 3500 razy, a dla rynku magazynowania energii wymaga ponad 4000-5000 razy więcej niż inne rodzaje baterii litowych.

3, wydajność w wysokiej temperaturze

Szczyt termiczny akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego do 350 ~ 500 ℃, szeroki zakres temperatur roboczych (-20 ~ + 75 ℃), wysoka temperatura (60 ℃) może nadal zapewniać 100% pojemności.

4, szybkie ładowanie

Korzystając ze specjalnej ładowarki, ładowanie 1,5C może naładować baterię w 40 minut.

5、Zielony

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy jest zielony, nietoksyczny, nie zanieczyszcza środowiska, z szeroką gamą surowców i tani.

Napięcie i pojemność akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego

1, napięcie akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego

Napięcie nominalne pojedynczego akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego wynosi 3,2 V, napięcie ładowania wynosi 3,6 V, a napięcie odcięcia rozładowania wynosi 2,0 V.

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy poprzez szeregową kombinację ogniw w celu osiągnięcia wymaganego napięcia sprzętu, napięcie akumulatora = N * liczba połączeń szeregowych.Powszechnie stosowane napięcia akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych są następujące:

12V akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy

24V akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy

36V akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy

48V akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy

2, pojemność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

Pojemność akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego opiera się na pojemności i liczbie ogniw połączonych równolegle, ogólnie w oparciu o specyficzne wymagania sprzętu energetycznego w celu określenia, im więcej ogniw litowo-żelazowo-fosforanowych połączonych równolegle, tym większa pojemność.

Typowa pojemność akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego 10ah, 20ah, 40ah, 50ah, 100ah, 200ah, 400ah i tak dalej.

Struktura baterii litowo-żelazowo-fosforanowej i zasada działania

1, struktura baterii fosforanu litowo-żelazowego

Jak pokazano na rysunku, po lewej stronie znajduje się oliwinowa struktura LiFePO4 jako elektrody dodatniej akumulatora, połączonej z elektrodą dodatnią akumulatora za pomocą folii aluminiowej, pośrodku membrany polimerowej, która oddziela elektrodę dodatnią od elektroda ujemna, ale jony litu Li + mogą przechodzić przez elektrony nie mogą być przepuszczane, prawa to elektroda ujemna akumulatora złożona z węgla (grafitu), połączona z elektrodą ujemną akumulatora za pomocą folii miedzianej.

2, zasada działania baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

Ładowanie akumulatora LiFePO4, elektroda dodatnia w membranie polimerowej litowo-jonowej Li + do migracji elektrody ujemnej;w procesie rozładowania elektroda ujemna w litowo-jonowym Li + przez membranę do migracji elektrody dodatniej.Nazwy akumulatorów litowo-jonowych pochodzą od migracji tam iz powrotem jonów litu podczas ładowania i rozładowywania.

Ładowarka do akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych

1. Ładowanie akumulatora LiFePO4

Do ładowania akumulatora LiFePO4 zaleca się stosowanie metody ładowania CCCV, czyli najpierw stałym prądem, a następnie stałym napięciem.Zaleca się, aby stały prąd wynosił 0,3 C. Zaleca się, aby stałe napięcie wynosiło 3,65.

2, akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy i ładowarka litowo-jonowa są takie same?

Obie metody ładowania akumulatorów to najpierw stały prąd, a następnie stałe napięcie (CCCV), ale punkt stałego napięcia nie jest taki sam.

Nominalne napięcie akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego wynosi 3,2 V, napięcie odcięcia ładowania 3,6 V.

Napięcie nominalne zwykłych baterii litowych wynosi 3,6 V, napięcie odcięcia ładowania 4,2 V.

3, z energią słoneczną do ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego

Panele słoneczne nie mogą być bezpośrednio do ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego, ponieważ napięcie panelu słonecznego jest niestabilne, nie może być bezpośrednio do ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego, potrzeba obwodu regulatora napięcia, ale także do obsługi odpowiedniego litu Obwód ładowania akumulatora fosforanu żelaza do ładowania.

4, z generatorem do ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego

Generator nie może być podłączony bezpośrednio do ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego, ponieważ generator wysyła prąd przemienny lub impulsowy prąd stały, ładowanie akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego musi być regulowane prądem stałym.

Żywotność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej i czynniki, które na nią wpływają

1, akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy używany w temperaturze pokojowej

 mały prąd ładowania i rozładowania

W tej dziedzinie zastosowań normalne użytkowanie akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego, w zasadzie ponad 2000 razy dłuższy cykl życia;małych producentów baterii litowych, jakość nieco mniej niż nieco ponad 1000 razy cykl życia;

 wysoka szybkość stabilnych aplikacji ładowania i rozładowania

Zastosowanie szybkiego rozładowania, większość akumulatorów litowych, większość z nich jest stosowana do zasilania silnika.Ponieważ większość akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych działa w warunkach dużego obciążenia, co przyspiesza czas rozpadu materiału akumulatora, cykl życia również wynosi około 800 razy.

 niestabilne ładowanie/rozładowanie o dużej szybkości

Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa zastosowana w tym przypadku, żywotność będzie jeszcze krótsza, tylko około 300 razy.

2, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe stosowane w środowisku o wysokiej temperaturze

Wydajność akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego w wysokiej temperaturze nie jest bardzo dojrzała, temperatura pracy od -20 ℃ do 125 ℃, zakres temperatur dla wartości teoretycznej, rzeczywiste zastosowanie zakresu temperatur jest mniejsze.

 mały prąd ładowania i rozładowania

W tej dziedzinie zastosowania normalne użytkowanie baterii litowo-żelazowo-fosforanowej, jeśli producenci baterii są stosunkowo mocni, dobrej jakości, w zasadzie ponad 1000 razy dłuższy cykl życia;mali producenci baterii litowych, jakość nieco mniejsza niż 500-krotność cyklu życia;ze względu na zastosowanie wysokiej temperatury uszkodzenie baterii jest stosunkowo duże.

 wysoki wskaźnik stabilnego ładowania i rozładowywania

Ponieważ większość akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych działa w warunkach dużego obciążenia, przyspieszając czas rozpadu materiału akumulatora, cykl życia gwałtownie spada, a słaba jakość ogniwa akumulatora może być około 300 razy większa niż cykl;Siła producentów marki baterii, w zastosowaniu technologii i materiałów sprzętowych będzie lepsza, jakość ogniwa baterii będzie lepsza, ale cykl życia około 500 razy.

 wysoka wielokrotność niestabilnego ładowania i rozładowywania

Niestabilna praca w wysokiej temperaturze plus szybkość rozładowania, więcej uszkodzeń akumulatora, żywotność cyklu jest stosunkowo niska, test rdzenia elektrycznego kilku producentów akumulatorów wykazał, że 250 do 300 razy, więc akumulator w zasadzie nie może być używany.

3, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe stosowane w środowisku o niskiej temperaturze

Środowisko o niskiej temperaturze na wydajność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych niż wysokie, ale także duże, obecna sytuacja na rynku, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe poniżej -20 ° C do -40 ° C działają, oczekiwana długość życia znacznie się zmniejszyła, cykl życia około 300 razy.

4, czynniki wpływające na żywotność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

 ładowanie i rozładowywanie

Wybierając ładowarkę, najlepiej jest używać ładowarki z odciętym odpowiednim zakończeniem urządzenia ładującego, aby nie skracać żywotności akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych z powodu przeładowania.Ogólnie rzecz biorąc, powolne ładowanie jest lepsze niż szybkie ładowanie, aby wydłużyć żywotność baterii.

 Głębokość rozładowania

Głębokość rozładowania jest głównym czynnikiem wpływającym na żywotność akumulatora LiFePO4, im większa głębokość rozładowania, tym krótsza żywotność akumulatora LiFePO4.Innymi słowy, dopóki zmniejsza się głębokość rozładowania, można znacznie wydłużyć żywotność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych.Dlatego powinniśmy unikać nadmiernego rozładowywania akumulatora litowo-jonowego UPS do bardzo niskiego napięcia.

 Środowisko pracy

Jeśli bateria litowo-żelazowo-fosforanowa jest używana przez długi czas w wysokiej temperaturze, spowoduje to spadek aktywności elektrody i skrócenie jej żywotności, dlatego jest to dobry sposób na przedłużenie żywotności baterii litowo-żelazowo-fosforanowej, aby utrzymać ją w możliwie jak najbardziej odpowiednią temperaturę pracy.

Recykling akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych

Wycofane akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe nie mają wartości stopniowej utylizacji baterii, a stopniowa utylizacja baterii ostatecznie wejdzie w fazę demontażu i recyklingu.Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe i akumulatory trójskładnikowe są różne, nie zawierają metali ciężkich, recykling to głównie Li, P, Fe, recykling produktów o niskiej wartości dodanej, potrzeba opracowania taniej ścieżki recyklingu.Istnieją głównie dwa rodzaje metod odzyskiwania: metoda pirotechniczna i mokra.

 Proces odzyskiwania po pożarze

Tradycyjne odzyskiwanie pirotechniczne polega na ogół na spalaniu elementów elektrody w wysokiej temperaturze, węgiel i materia organiczna we fragmentach elektrody zostaną spalone, a pozostały popiół, którego nie można spalić, zostanie ostatecznie przesiany w celu uzyskania drobnych materiałów sproszkowanych zawierających metale i tlenki metali.

 Proces regeneracji na mokro

Odzysk na mokro odbywa się głównie za pomocą roztworu kwasu i zasady w celu rozpuszczenia jonów metali w bateriach litowo-żelazowo-fosforanowych oraz dalszego wykorzystania wytrącania, adsorpcji i innych sposobów ekstrakcji rozpuszczonych jonów metali w postaci tlenków, soli i innych form ekstrakcji, większość procesu reakcji przy użyciu H2SO4, NaOH i H2O2 oraz innych odczynników.