Літый-жалеза-фасфатнага акумулятар

Матэрыял з Вікіпедыі - вольнай энцыклапедыі
Перайсці да навігацыі перайсці да пошуку

Літый-жалеза-фасфатнага акумулятар (LiFePO 4, LFP) - тып электрычнага акумулятара , які з'яўляецца выглядам літый-іённага акумулятара , у якім выкарыстоўваецца LiFePO 4 у якасці катода.

LiFePO 4 акумулятар

характарыстыкі

  • Удзельная шчыльнасць энергіі: 90-160 Втг / кг (320-580 Дж / г )
  • Аб'ёмная шчыльнасць энергіі: 220-350 Втг / дм 3 (790 да Дж / дм 3)
  • Аб'ёмная шчыльнасць канструкцыі: 2 кг / дм 3
  • Лік цыклаў зарад-разрад да страты 20% ёмістасці: 2000-7000 [1] (рэсурс моцна залежыць ад току зарада і разраду, так пры току 0,25C рэсурс пры 100% глыбіні разраду перавышае 6000 цыклаў, пры току 1С падае да 3000. таксама рэсурс залежыць ад глыбіні разраду: калі пры току 1C і 100% глыбіні разраду рэсурс складае 3000 цыклаў, то пры 80% - 4500, а пры 60% ужо 10000 цыклаў [2] ).
  • Тэрмін захоўвання: да 15 гадоў [1]
  • Саморазряд пры пакаёвай тэмпературы: 3-5% у месяц
  • напружанне
    • максімальнае ў элеменце: 3,65 У (цалкам зараджаны)
    • сярэдняй кропкі: 3.3 У
    • мінімальная: 2 У (цалкам разраджаны)
    • працоўнае: 3.0-3.3 У
    • мінімальная працоўная напруга (разраду): 2.5 У
  • Удзельная магутнасць :> 6,6 Вт / г (пры разрадзе токам 60С)
  • дыяпазон рабочых тэмператур: ад -30 ° C да + 55 ° C

гісторыя

Упершыню LiFePO 4 быў адкрыты ў 1996 годзе прафесарам Джонам Гуденафом з Тэхаскага універсітэта , як катод для літый-іённага акумулятара . Характэрны дадзены матэрыял быў тым, што ў параўнанні з традыцыйным LiCoO 2, валодае значна меншым коштам, з'яўляецца менш таксічным і больш термоустойчив. Галоўным недахопам з'яўлялася тое, што ён валодаў меншай ёмістасцю .

Да 2003 года дадзеная тэхналогія практычна не развівалася, пакуль за яе не ўзялася кампанія A123 Systems . Гісторыя A123 Systems пачыналася ў лабараторыі прафесара Цзяна Йе-Міна з Масачусецкага тэхналагічнага інстытута (MIT) у канцы 2000 года . На той момант Цзян працаваў над стварэннем акумулятара , заснаванага на самапрайгравання структуры коллоідного раствора пры пэўных умовах. Аднак на дадзеным фронце работ паўсталі сур'ёзныя цяжкасці і калі ў 2003 годзе даследаванні зайшлі ў тупік, каманда Цзян занялася даследаваннем літый-жалеза-фасфатных акумулятараў. Інвестарамі ў створаную кампанію сталі такія сусветныя карпарацыі, як Motorola , Qualcomm і Sequoia Capital .

Перавагі і недахопы

LiFePO 4 акумулятары адбываюцца ад літый-іённых, аднак маюць шэраг істотных адрозненняў:

  • LiFePO 4 забяспечвае больш доўгі тэрмін службы, чым іншыя літый-іённыя падыходы;
  • У адрозненне ад іншых літый-іённых, LiFePO 4 акумулятары, як і нікелевыя, маюць вельмі стабільнае напружанне разраду. Напружанне на выхадзе застаецца блізка да 3,2 У падчас разраду, пакуль зарад акумулятара не будзе вычарпаны цалкам. І гэта можа значна спрасціць ці нават ліквідаваць неабходнасць рэгулявання напружання ў ланцугах, але ўскладніць кантроль таго, хто застаўся зарада акумулятара.
знешнія выявы
Выпускаюцца прамыслова ўстаўкі-праваднікі тыпаразмеру АА (на здымку салатна-зялёныя) для выкарыстання ў пары з LiFePO 4 акумулятарам тыпаразмеру 14500 наўзамен двух элементаў тыпаразмеру АА. Нярэдка, пры продажы, у камплект да акумулятарам ўваходзяць падобныя ўстаўкі
  • У сувязі з пастаянным напругай 3.2 У на выхадзе, чатыры акумулятара могуць быць злучаныя паслядоўна для атрымання намінальнага напружання на выхадзе ў 12.8 У, што набліжаецца да намінальнага напрузе свінцова-кіслотных акумулятараў з шасцю вочкамі. Гэта, разам з добрымі характарыстыкамі бяспекі LFP-акумулятараў, робіць іх добрай патэнцыйнай заменай для свінцова-кіслотных акумулятарных батарэй ў многіх галінах, такіх як аўтамабілебудаванне і сонечная энергетыка. Па гэтай жа прычыне, магчыма выкарыстанне 3,2 У LiFePO 4 акумулятараў стандартнага тыпаразмеру 14500/10440 наўзамен пары гальванічных элементаў або акумулятараў тыпаразмераў АА / ААА 1,5 У, для чаго выкарыстоўваецца 1 LiFePO 4 акумулятар, а замест другога элемента прымяняецца аналагічных памераў ўстаўка -проводник.
  • Выкарыстанне фасфатаў дазваляе пазбегнуць выдаткаў кобальту і экалагічных праблем, у прыватнасці, пры трапленні кобальту ў навакольнае асяроддзе пры няправільнай ўтылізацыі.
  • LiFePO 4 мае больш высокі пікавы ток (а, улічваючы стабільнасць напружання - пікавую магутнасць), чым у LiCoO 2.
  • Удзельная шчыльнасць энергіі (энергія / аб'ём) новага акумулятара LFP прыкладна на 14% ніжэй, чым у новых літый-іённых акумулятараў.
  • LiFePO 4 акумулятары маюць больш нізкую хуткасць разраду, чым свінцова-кіслотныя або літый-іённыя. Так як хуткасць разраду вызначаецца ў працэнтах ад ёмістасці акумулятара, то больш высокая хуткасць разраду можа быць дасягнута ў больш ёмких акумулятарах (больш ампер-гадзін). Аднак могуць быць выкарыстаны LiFePO 4 элементы з высокім токам разраду (якія маюць больш высокую хуткасць разраду, чым свінцова-кіслотныя батарэі, або LiCoO 2 той жа магутнасці).
  • З-за больш павольнага зніжэння шчыльнасці энергіі, праз некаторы час эксплуатацыі, LiFePO 4 элементы ўжо маюць вялікую шчыльнасць энергіі, чым LiCoO 2 і літый-іённыя.
  • LiFePO 4 элементы павольней губляюць ёмістасць, чым літый-іённыя (LiCoO 2 [літый-кобальт аксіднай], LiMn 2 O 4 [літый-марганцевая шпинель])
  • Адным з важных пераваг у параўнанні з іншымі відамі літый-іённых акумулятараў, з'яўляецца тэрмічная і хімічная стабільнасць, што істотна павышае бяспеку батарэі.
  • Схільныя эфекту Пойкерта (Peukert's law ; няздольнасць аддаць поўную ёмістасць пры вялікіх токах разраду), як і іншыя хімічныя крыніцы току. Аднак, уплыў эфекту Пойкерта на LiFePO4 акумулятары з'яўляецца мінімальным, за кошт чаго, ёмістасць пры разрадзе ў пэўны прамежак часу (пры маркіроўцы якая пазначаецца: C1, C5, C10, C20 і г.д.) змяняецца нязначна.
  • Марозаўстойлівасць. Напрыклад, для акумулятара ANR26650M1-B [3] вытворцы A123 Systems заяўлены тэмпературны дыяпазон -30 ° C ... 55 ° C для працы і -40 ° C ... 60 ° C для захоўвання.
  • Значна паніжаецца зарадны ток пры адмоўнай тэмпературы элемента LiFePO 4.

Дадзены тып акумулятара актыўна ўжываецца як буферны назапашвальнік энергіі ў сістэмах аўтаномнага электразабеспячэння з выкарыстаннем ветрагенератараў і сонечных батарэй, а таксама ў складской тэхніцы (транспарціроўшчыкаў паллет, ричтраки, падборшчыкі заказаў, комплектовщики, штабелеры, вілачныя электрапагрузчыкі, буксіровачныя цягачы), поломоечную машынах, водным транспарце , гольфкарах, электравеласіпедаў, электроскутер, электрамабілях і электробуса.

Гл. Таксама

нататкі

  1. 1 2 Аб рэсурсе LiFePO4-акумулятараў A123 Архіўная копія ад 15 кастрычніка 2013 на Wayback Machine
  2. Lithium Iron PHOSPHATE Battery - PowerTech Systems
  3. A123 Systems ANR26650 Data Sheet (Недаступная спасылка). Дата звароту 29 мая 2016. Архівавана 23 снежня 2015 года.