Сравнение AGM (свинцовых), Li-ion, Li-PO, LiFePO4 аккумуляторов. Lifepo4 аккумуляторы характеристики


Зарядка LiFePO4 батарей — Паркфлаер

Столкнувшись в интернете с различными негативными отзывами, особенно LiFePO4 батарей для передатчиков, я понял что люди не умеют их правильно заряжать, многие их заряжают как обычные Lipo (что делать нельзя) батареи.Почитав форумы, выяснилось что не все люди смогли разобраться как выставить настройки на Imax B6.Я хочу поделиться той информацией которую нашел, и испробовал как говориться на себе.Давайте по порядку, немного истории из Вики.

Впервые LiFePO4 был открыт в 1996 году профессором Джоном Гуденафом из Техасского университета, как катод для литий-ионного аккумулятора. Примечателен данный материал был тем, что в сравнении с традиционным LiCoO2, обладает значительно меньшей стоимостью, является менее токсичным и более термоустойчив. Главным недостатком являлось то, что он обладал меньшей ёмкостью. До 2003 года данная технология практически не развивалась, пока за неё не взялась компания A123 Systems. История A123 Systems начиналась в лаборатории профессора Цзяна Йе-Мина из Массачусетского технологического института (MIT) в конце 2000 года. На тот момент Цзян работал над созданием аккумулятора, основанного на самовоспроизведении структуры коллоидного раствора при определенных условиях. Однако на данном фронте работ возникли серьёзные трудности и когда в 2003 году исследования зашли в тупик, команда Цзян занялась исследованием литий-железо-фосфатных аккумуляторов.

 

От себя добавлю, читал интересную информацию , о том, что, название компании A123 произошла от стендового аккумулятора LiFePO4 токоотдача которого составила 123 А!!! Серьезный показатель, данные батареи изначально разрабатывались под большие токи.

Характеристики

Гравиметрическая Энергетическая плотность: 90–110 Вт*ч/кг (320-390 Дж/г)

Объёмная энергетическая плотность = 220 Вт*ч/дм3 (790 кДж/дм3)

Число циклов заряд/разряд до потери 20% ёмкости: 2000-7000[1]

Срок хранения: до 15 лет[1]

Саморазряд при комнатной температуре: 3-5% в месяц

Напряжение максимальное в элементе: 3,65 В (полностью заряжен)

средней точки: 3.3 В

минимальное: 2 В (полностью разряжен)рабочее: 3.0-3.3В

минимальное рабочее напряжение (разряда): 2.8 В

Мощность на грамм: >3 W/g

 

Как видим максимальное напряжение на банку - 3,65 В, подчеркну еще раз, -максимальное, а если мы его начнем заряжать как Lipo и сразу заливать ему 3,7 В, не удивительно что они проживут не долго, и вздуваются.

Точную формулу расчета силы тока я так и не нашел.

Часто максимальное значение можно увидеть на самой батарее

 

Конечно если нужно зарядиться максимально быстро можно и увеличить ток в 2-3 раза, но срок службы мы сократим . Лично я заряжаю аккумуляторы током 0.5А-0.7А, максимум 1А и они не греются вообще, нареканий на вздутие тоже нет. Главное не допускать разряда на банку ниже 2В и как было сказано перезаряда.

 

Для тех кто не разобрался или не знает как включить LiFe на "умных" зарядных типа Imax B6 и его клонах, вот снял видео

 

                           

 

www.parkflyer.ru

Разница между Li-ion и LiFePO4 аккумуляторами. — Об электровелосипедах подробно — Блог

Обратите внимание, что характеристики у обоих типов химий могут значительно отличаться в зависимости от производителя и точно указаны в технических паспортах (datasheet) от производителя. В статье даны усредненные значения.

Литий-ионные аккумуляторы чаще всего используют любители электровелосипедов, они популярны за счет небольшого веса и компактных размеров. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы при той же энергоемкости больше и тяжелее, но имеют более стабильные разрядные характеристики и, больший эксплуатационный ресурс.

Разница между Li-ion и LiFePO4 батареями

  • Количество циклов переразряда (ресурс).

Литий-ферро-фосфатные аккумуляторы способны выдержать до 3000 перезарядов, что в 2-3 раза больше, чем литий-ионные аккумуляторы.

  • Диапазон рабочих температур

АКБ LiFePO4 способны работать в диапазоне температур от-30 до +70 градусов Цельсия, Li-ion аккумуляторы имеют более ограниченные температурные рамки (-20…+40 градусов по Цельсию).

  • Уровень удельной емкости и плотности разрядного тока

У новых LiFePO4 аккумуляторов плотность энергии на 14% ниже, чем Li-ion батарей.

  • Термическая и химическая стабильность

Этот показатель у литий-ферро-форфатных аккумуляторов существенно выше, поэтому они являются более безопасными. При повреждении LiFePO4 батареи могут нагреваться или дымить,горят,как батареи Li-ion.

  • Стабильность напряжения разряда

Аккумуляторы LiFePO4 обеспечивают постоянное напряжение в процессе разряда, и по этому критерию являются лучше аккумуляторов Li-ion. Если сравнивать два наполовину разряженных АКБ разных типов химий, то на лифере мощность сравни полностью заряженному, так как напряжение в процессе разряда практически на падает, а как мы знаем произведение напряжения на силу тока и есть мощность.

Разница между Li-ion и LiFePO 4 батареями

Как видим, технические возможности и характеристики литий-железо-фосфатных аккумуляторов более высокие, чем литий-ионных. Практически каждое отличие литий-ионного аккумулятора от литий-железо-фосфатного в пользу последнего.

Однако есть у LiFePO4 batteries и недостатки, и самый главный минус для потребителя более высокая цена на такие батареи. Тем не менее, те пользователи, которые во главу угла ставят экологичность и высокий ресурс аккумулятора, чаще выбирают для электротранспорта батарею LiFePO4.

www.voltbikes.ru

LifePO4-аккумуляторы: характеристики, особенности, виды

На сегодняшний день существует большое количество аккумуляторов с различными типами химии. Наиболее популярными аккумуляторами сегодня являются литий-ионные. К этой же группе относятся и литий-железо-фосфатные (феррофосфатные) аккумуляторы. Если все элементы питания, относящиеся к данной категории, в общем и целом похожи друг на друга по техническим характеристикам, то литий-железо-фосфатные аккумуляторы имеют свои уникальные особенности, выделяющие их среди других аккумуляторов, сделанных по литий-ионной технологии.

История открытия литий-железо-фосфатного аккумулятора

Изобретателем LiFePO4 аккумулятора является Джон Гуденаф, который работал в 1996 году в Техасском университете над созданием нового материала для катода под литий-ионные аккумуляторы. Профессору удалось создать материал, обладающий большей дешевизной, имеющий меньшую токсичность и высокую термоустойчивость. Среди недостатков элемента питания, в котором использовался новый катод, была меньшая емкость. lifepo4 аккумуляторы

Изобретением Джона Гуденафа никто не интересовался, но в 2003 году компания A 123 Systems решила развить данную технологию, посчитав ее достаточно перспективной. Инвесторами данной технологии стали многие крупные корпорации - Sequoia Capital, Qualcomm, Motorola. lifepo4 аккумуляторы характеристики

Характеристика LiFePO4 аккумуляторов

Напряжение феррофосфатного аккумулятора такое же, как и у других элементов питания, относящихся к литий-ионной технологии. Номинальное напряжение зависит от габаритов аккумулятора (типоразмера, форм-фактора). Для элементов питания 18 650 это 3,7 вольт, для 10 440 (мизинчиковые) – 3,2, для 24 330 – 3,6.

Практически у всех аккумуляторов напряжение в процессе разрядки постепенно падает. Одной из уникальных особенностей является стабильность напряжения при работе у LiFePO4-аккумуляторов. Характеристики напряжения аналогичные этим имеют аккумуляторы, сделанные по никелевой технологии (никель-кадмиевые, никель-металл-гидридные). аккумуляторы lifepo4 48vВ зависимости от размера литий-железо-фосфатный аккумулятор способен выдавать от 3,0 до 3,2 вольт вплоть до полного разряда. Это свойство дает больше преимуществ для данных аккумуляторов при использовании их в цепях, так как практически сводит на нет необходимость регулирования напряжения.

Напряжение при полном разряде равно 2,0 вольтам, что является самой низкой зарегистрированной границей на разряд среди всех аккумуляторов на литиевой технологии. Данные аккумуляторы являются лидерами и в сроке службы, который приравнивается к 2000 циклам на заряд и разряд. Ввиду безопасности своей химической структуры LiFePO4-аккумуляторы есть возможность зарядить при помощи специального ускоренного метода дельта V, когда на аккумулятор подается большой ток.

Многие элементы питания не выдерживают зарядку по такому методу, что приводит к их чрезмерному нагреву и порче. В случае с литий-железо-фосфатными аккумуляторами использовать такой метод не просто можно, а даже рекомендуется. Поэтому специально для зарядки таких элементов питания существуют и особые зарядные устройства. Разумеется, такие зарядные устройства нельзя использовать на батарейках с другой химией. В зависимости от форм-фактора, литий-железо-фосфатные аккумуляторы на таких зарядных устройствах могут зарядиться полностью за 15-30 минут.

Последние разработки в области LiFePO4-аккумуляторов предлагают пользователю элементы питания с улучшенным диапазоном рабочих температур. Если стандартным диапазоном для литий-ионных аккумуляторов является работа от -20 до +20 градусов Цельсия, то литий-железо-фосфатные аккумуляторы могут отлично работать в диапазоне от -30 до +55. Зарядка или разрядка элемента питания при температурах выше или ниже описанных будет сильно портить батарейку.

аккумулятор lifepo4 3 2 v

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы подвержены эффекту старения в гораздо меньшей степени по сравнению с другими литий-ионными аккумуляторами. Старение - это естественная потеря емкости со временем, которая не зависит от того, используется ли элемент питания или лежит на полочке. Для сравнения: все литий-ионные аккумуляторы теряют около 10 % емкости каждый год. Литий-железо-фосфатные же теряют всего 1,5 %.

Из минусов данных аккумуляторов стоит выделить меньшую емкость, которая на 14 % меньше (или около того), чем у других литий-ионных элементов питания.

Безопасность феррофосфатных аккумуляторов

Данный вид элементов питания считается одним из самых безопасных среди всех существующих видов аккумуляторов. Литий-фосфатные аккумуляторы LiFePO4 имеют очень стабильную химию, и способны хорошо выдерживать большие нагрузки при разряде (в работе с низким сопротивлением) и заряде (при зарядке аккумулятора большими токами).

За счет того, что фосфаты химически безопасны, данные батарейки легче утилизировать, после того как они отработают свой ресурс. Многие аккумуляторы на опасной химии (например, литий-кобальтовые) приходится подвергать дополнительным процессам утилизации, для того чтобы свести на нет их опасность для окружающей среды.

Зарядка литий-железо-фосфатных аккумуляторов

Одной из причин коммерческого интереса инвесторов к феррофосфатной химии стала возможность быстрой зарядки, вытекающая из ее стабильности. Сразу после организации конвейерного выпуска LiFePO4-аккумуляторов они позиционировались как элементы питания, которые можно быстро зарядить.

Для этой цели стали выпускаться специальные зарядные устройства. Как уже было написано выше, такие зарядные устройства нельзя использовать на других аккумуляторах, так как это вызовет их перегрев и будет сильно портить их.

Специальное зарядное устройство для данных аккумуляторов способно зарядить их за 12-15 минут. Феррофосфатные батарейки можно заряжать и обычными зарядниками. Существуют также и комбинированные варианты зарядных устройств с обоими режимами зарядки. Наилучшим вариантом, конечно, будет использование умных зарядных устройств с множеством опций, регулирующих процесс зарядки.

Устройство литий-железо-фосфатного аккумулятора

Никаких особенностей во внутреннем устройстве литий-железо-фосфатный LiFePO4 аккумулятор по сравнению со своими собратьями по химической технологии не имеет. Изменению подвергся только один элемент – катод, сделанный из фосфата железа. Материалом анода является литий (все элементы питания на литий-ионной технологии имеют литиевый анод).

Работа любого аккумулятора основана на обратимости химической реакции. Иначе процессы, происходящие внутри аккумулятора, называются процессами окисления и восстановления. Любой аккумулятор состоит из электродов – катода (минуса) и анода (плюса). Также внутри любого аккумулятора имеется сепаратор – пористый материал, пропитанный специальной жидкостью – электролитом.

При разрядке аккумулятора ионы лития движутся через сепаратор от катода к аноду, отдавая накопленный заряд (окисление). При зарядке аккумулятора ионы лития движутся в обратном направлении от анода к катоду, накапливая заряд (восстановление).

Виды литий-железо-фосфатных аккумуляторов

Все виды аккумуляторов на данной химии можно условно разделить на четыре категории:

  • Полноценные АКБ.
  • Большие ячейки в виде параллелепипедов.
  • Небольшие ячейки в виде параллелепипедов (призматики - аккумуляторы LiFePO4 на 3,2 V).
  • Небольшие плоские аккумуляторы (пакеты).
  • Цилиндрические аккумуляторы.

Литий-железо-фосфатные АКБ и ячейки могут иметь разное номинальное напряжение от 12 до 60 вольт. Они во многом опережают традиционные свинцово-кислотные АКБ: цикл работы гораздо выше, вес в несколько раз ниже, подзаряжаются в несколько раз быстрее.  аккумулятор lifepo4 3 2 v ячейка

Цилиндрические аккумуляторы на данной химии используются как отдельно, так и в цепи. Габариты данных цилиндрических аккумуляторов бывают самыми различными: от 14 500 (пальчиковые) до 32 650. литий фосфатные аккумуляторы lifepo4

Литий-железо-фосфатные АКБ

Отдельного внимания достойны феррофосфатные АКБ для велосипедов и электроциклов. С изобретением нового железо-фосфатного катода наряду с прочими видами аккумуляторов на данной химии вышли и специальные АКБ, которые ввиду их улучшенных характеристик и меньшего веса можно удобно использовать даже на обычных велосипедах. Подобные АКБ сразу обрели популярность среди любителей модернизации своих велосипедов.  аккумулятор литий железо фосфатный lifepo4 Литий-железо-фосфатные АКБ способны предоставить несколько часов беззаботной езды на велосипеде, чем составляют достойную конкуренцию двигателям внутреннего сгорания, которые раньше тоже часто устанавливались на велосипеды. Обычно для данных целей используются аккумуляторы LiFePO4 на 48v, но есть возможность приобрести АКБ на 25, 36 и 60 вольт.

Применение феррофосфатных аккумуляторов

Роль АКБ на данной химии понятна и без комментариев. Под разные цели используются призматики – аккумуляторы LiFePO4 3,2 v. Ячейки большего размера используются в качестве элементов буферных систем для солнечной энергетики и ветрогенераторов. Феррофосфатные аккумуляторы активно используются в конструкции электромобилей.

Небольшие плоские аккумуляторы применяются для телефонов, ноутбуков и планшетных ПК. Цилиндрические элементы питания разных форм-факторов применяются для страйкбольного оружия, электронных сигарет, радиоуправляемых моделей и пр.

загрузка...

worldfb.ru

Сравнение AGM (свинцовых), Li-ion, Li-PO, LiFePO4 аккумуляторов

Проведём сравнение характеристик AGM (свинцовых), Li-ion (литий-ионных: Li-Mn, Li-Co), Li-PO (липолей), LiFePO4 (литий-железо-фосфатных) аккумуляторов на примере типа 36В.

Для сравнения батарей возьмём за снову LiFePO4 36В-12Ач производства Golden Motor и подберём ближайшие аналоги по напряжению и ёмкости других типов АКБ.

 

Параметр

AGM (cвинец)

Li-ion

Li-PO

LiFePO4

Ёмкость 36В-12Ач 36В-12Ач 36В-10Ач 36В-12Ач
Вес, кг. 10.5 кг 3.0 кг 2.5 кг 5.5 кг
Максимальный непрерывный ток разряда, А 12 А 12 А 50 А 35 А
Максимальная непрерывная выдаваемая мощность, Вт 432 Вт 432 Вт 1800 Вт 1260 Вт
Максимальная пиковая выдаваемая мощность (~10 сек), Вт 1000 Вт 864 Вт 3600 Вт 2160 Вт
Реальное количество циклов зарядки, раз 150-200 300-400 300-400 > 2000
Скорость зарядки, часов
Максимальная скорость зарядки с мощным ЗУ, часов
Пожаробезопасность отличная плохая очень плохая отличная
Рекуперация запрещена запрещена разрешена разрешена
Максимальное расстояние при 100% электрическом режиме, на скорости=35км/ч. 22 км 26 км 27 км 27 км
Температура эксплуатации: от -5С до 50С от 0С до 50С от 0С до 50С от -20С до 50С
Цена комплекта с ЗУ ~10 000 руб ~21 000 руб ~20 000 руб 28 000 руб
Цена АКБ на 1 цикл зарядки ~50 руб ~52 руб ~50 руб ~14 руб
Стоимость 1 зарядки АКБ с сети 220В 1. 9 руб 1. 9 руб 1. 6 руб 1. 9 руб

В расчетах принята стоимость электроэнергии = 3 руб за 1кВ*ч. Цены приведены на 01.03.2017г.

При эксплуатации аккумуляторных батарей за пределами указаных режимов все АКБ быстро деградируют и выходят из строя!

Выводы делайте сами.

 

goldenmotor.ru