Przegląd baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe to baterie litowo-jonowe, w których jako materiał katody wykorzystuje się fosforan litowo-żelazowy.Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa ma zalety: wysokie bezpieczeństwo, długą żywotność, rozładowanie mnożnika, odporność na wysoką temperaturę itp. Jest uważana za nową generację baterii litowej.

1. Funkcje baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

 Dobre parametry bezpieczeństwa, przebicie nie eksploduje, przeładowanie nie pali się ani nie eksploduje;

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

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

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

 może realizować szybkie ładowanie 1C-5C, znacznie skracając czas ładowania.

2, Pola aplikacji

Magazynowanie energii, sprzęt specjalny, robotyka, AGV, transport kolejowy, sprzęt medyczny, awaryjne wsparcie, komunikacja energetyczna itp.

Zalety baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

1. Dobre parametry bezpieczeństwa

Bezpieczeństwo wynika ze stabilności materiału katody i niezawodnej konstrukcji zabezpieczającej. Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy przeszedł rygorystyczne testy bezpieczeństwa, nawet w przypadku gwałtownych zderzeń nie spowoduje eksplozji.

2, długi cykl życia

Żywotność akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego 1C jest na ogół do 2000 razy, a nawet ponad 3500 razy, a na rynku magazynowania energii wymaga ponad 4000-5000 razy więcej, niż w przypadku innych typów baterii litowych.

3, wydajność w wysokiej temperaturze

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

4, szybkie ładowanie

Przy użyciu specjalnej ładowarki ładowanie 1,5 C pozwala na pełne naładowanie baterii w 40 minut.

5. Zielony

Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa jest ekologiczna, nietoksyczna, nie zanieczyszcza środowiska, zawiera szeroką gamę surowców i jest tania.

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.

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

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy 12V

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy 24V

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy 36V

 Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa 48V

2, pojemność baterii fosforanu litowo-żelazowego

Pojemność zestawu akumulatorów z fosforanem litowo-żelazowym opiera się na pojemności i liczbie ogniw połączonych równolegle, ogólnie w oparciu o specyficzne wymagania sprzętu zasilającego, aby określić, im więcej ogniw z fosforanu litowo-żelazowego połączonych równolegle, tym większa pojemność.

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

Struktura i zasada działania baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

1, struktura baterii fosforanu litowo-żelazowego

Jak pokazano na rysunku, po lewej stronie widać strukturę oliwinową LiFePO4 jako elektrody dodatniej akumulatora, połączonej z elektrodą dodatnią akumulatora folią aluminiową, pośrodku membrany polimerowej, która oddziela elektrodę dodatnią od elektrody elektroda ujemna, ale jony litu Li + mogą przejść przez elektrony, nie mogą przejść, prawa jest elektroda ujemna akumulatora złożona z węgla (grafitu), połączona z elektrodą ujemną akumulatora folią miedzianą.

2, zasada działania baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

Ładowanie akumulatora LiFePO4, elektroda dodatnia w membranie litowo-jonowej Li + polimer do migracji elektrody ujemnej;w procesie rozładowania elektroda ujemna w litowo-jonowym Li + przechodzi przez membranę do migracji elektrody dodatniej.Nazwa akumulatorów litowo-jonowych pochodzi od migracji jonów litu tam i z powrotem 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 prądem stałym, a następnie napięciem stałym.Zaleca się, aby prąd stały wynosił 0,3 C. Zaleca się, aby napięcie stałe wynosiło 3,65.

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

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

Napięcie nominalne 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 podłączone bezpośrednio do ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego, ponieważ napięcie panelu słonecznego jest niestabilne, nie mogą być bezpośrednio podłączone do ładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego, potrzeba obwodu regulatora napięcia, ale także do obsługi odpowiedniego litu obwód ładowania akumulatora fosforanowo-żelazowego 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 energię elektryczną na 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, bateria litowo-żelazowo-fosforanowa używana w temperaturze pokojowej

 mały prąd ładowania i rozładowania

W tym obszarze zastosowań akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy jest normalnie użytkowany, w zasadzie ponad 2000 razy dłuższy niż cykl życia;mali producenci baterii litowych, jakość nieco mniejsza niż nieco ponad 1000-krotność cyklu życia;

 wysoki współczynnik stabilnego ładowania i rozładowania

Zastosowanie szybkiego rozładowania, większość akumulatorów litowych mocy, większość z nich jest stosowana w celu zapewnienia zasilania silnika.Ponieważ większość akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych pracuje pod dużym obciążeniem, co przyspiesza czas zaniku materiału akumulatora, żywotność cyklu jest również około 800 razy większa.

 Niestabilne ładowanie/rozładowanie przy dużej szybkości

Zastosowany w tym przypadku akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy, żywotność będzie jeszcze krótsza, tylko około 300 razy.

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

Wydajność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej w wysokich temperaturach nie jest zbyt dojrzała, temperatura robocza -20 ℃ do 125 ℃, zakres temperatur dla wartości teoretycznej, rzeczywiste zastosowanie zakresu temperatur jest mniejsze.

 mały prąd ładowania i rozładowania

W tym obszarze zastosowań akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy jest normalnym użytkowaniem, jeśli producenci akumulatorów są stosunkowo silni, mają dobrą jakość, 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 pracuje pod dużym obciążeniem, przyspieszając czas zaniku materiału akumulatora, żywotność cyklu gwałtownie spada, a niska jakość ogniwa akumulatora może również być około 300 razy dłuższa;siła producentów marek baterii, w zastosowaniu technologii sprzętu i materiałów będzie lepsza, jakość ogniwa baterii będzie lepsza, ale żywotność cyklu będzie około 500 razy.

 duża wielokrotność niestabilnego ładowania i rozładowywania

Wysoka temperatura i niestabilna szybkość rozładowania, większe uszkodzenia 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, baterie litowo-żelazowo-fosforanowe stosowane w środowisku o niskiej temperaturze

Środowisko niskotemperaturowe na wydajność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych niż wysokie, ale także duże, obecna sytuacja rynkowa, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe działają poniżej -20 ° C do -40 ° C, oczekiwana długość życia znacznie spadła, cykl życia około 300 razy.

4, czynniki wpływające na żywotność akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego

 ładowanie i rozładowywanie

Przy wyborze ładowarki najlepiej jest używać ładowarki z odciętą odpowiednią końcówką urządzenia ładującego, aby nie skrócić żywotności akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych na skutek przeładowania.Ogólnie rzecz biorąc, powolne ładowanie jest lepsze niż szybkie ładowanie, aby przedłużyć żywotność akumulatora.

 Głębokość rozładowania

Głębokość rozładowania jest głównym czynnikiem wpływającym na żywotność akumulatora LiFePO4, im większa głębokość rozładowania, tym krótsza żywotność akumulatora LiFePO4.Innymi słowy, jeśli zmniejszy się głębokość rozładowania, żywotność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych może zostać znacznie wydłużona.Dlatego też powinniśmy unikać nadmiernego rozładowywania akumulatora Li-Ion UPS do bardzo niskiego napięcia.

 Środowisko pracy

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

Recykling akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych

Wycofane akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe nie mają wartości stopniowego wykorzystania akumulatora, a stopniowe wykorzystanie akumulatora ostatecznie wejdzie w etap demontażu i recyklingu.Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe i baterie trójskładnikowe różnią się, nie zawierają metali ciężkich, recykling to głównie Li, P, Fe, recykling produktów o niskiej wartości dodanej, potrzeba opracowania tanich dróg recyklingu.Istnieją głównie dwa rodzaje metod odzyskiwania: metoda pyro i metoda mokra.

 Proces odzyskiwania po pożarze

Tradycyjny odzysk pirotechniczny polega na ogół na spalaniu fragmentów elektrod w wysokiej temperaturze, podczas którego węgiel i materia organiczna we fragmentach elektrod zostaną spalone, a pozostały popiół, którego nie można spalić, zostanie ostatecznie przesiany w celu uzyskania drobnych materiałów proszkowych zawierających metale i tlenki metali.

 Proces odzyskiwania na mokro

Odzysk na mokro odbywa się głównie poprzez roztwory kwasowe i zasadowe w celu rozpuszczenia jonów metali w akumulatorach fosforanu litowo-żelazowego i dalsze wykorzystanie wytrącania, adsorpcji i innych sposobów ekstrakcji rozpuszczonych jonów metali w postaci tlenków, soli i innych form ekstrakcji, większość procesu reakcji wykorzystuje H2SO4, NaOH i H2O2 oraz inne odczynniki.