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
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.
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.