...

Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe

20 czerwca 2022
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe

Technologia Lithium Ferro Phosphate (znana również jako LFP lub LiFePO4), która pojawiła się na rynku w 1996 r., zaczyna wypierać inne technologie akumulatorów ze względu na swoje zalety techniczne i bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa.

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe LFP są rodzajem akumulatorów litowo-jonowych. Mają anodę grafitową i katodę z fosforanu żelaza. Obie chemie działają w ten sam sposób. Podczas cykli ładowania i rozładowania jony litu zaczną przemieszczać się z elektrody dodatniej do elektrody ujemnej i odwrotnie. Główna różnica między akumulatorami LFP a innymi typami akumulatorów litowo-jonowych polega na tym, że akumulatory LFP nie zawierają kobaltu (eliminując kwestie etyczne dotyczące pozyskiwania materiałów) i mają płaską krzywą rozładowania. Chemia akumulatorów oparta na tlenku litowo-kobaltowym jest bardziej podatna na niestabilność cieplną w przypadku przeładowania, a kobalt jest zarówno drogi, jak i trudno dostępny geograficznie.

LFP mają stabilny skład chemiczny, dzięki czemu nie doświadczają tak wielu negatywnych skutków przeładowania lub zwarć. Mają także wyjątkowo długi okres pełnej gotowości do pracy po naładowaniu wynoszący 350 dni. Pomimo mniejszej gęstości energii wynoszącej 90/120 Wh/kg (litowo-jonowe 150/200 Wh/kg) akumulatory LFP są dobrym wyborem, jeśli chodzi o elektronikę, która wymaga baterii o większej mocy. Mają lepszą zdolność szybkiego rozładowywania niż litowo-jonowe, co umożliwia dostarczenie większej mocy w krótszym czasie. Mogą wytrzymać wyższe temperatury robocze, mając nominalne napięcie od 3,20 do 3,30 i zakres roboczy 2,5 do 3,65 V/ogniwo. W miarę zmniejszania się pojemności fosforan litowo-żelazowy ulega mniejszej degradacji. Wytrzymują do 10 000 cykli ładowania/rozładowania.

Fosforan litowo-żelazowy jest bezpieczniejszą substancją chemiczną niż technologia litowo-jonowa zawierająca kobalt. Charakteryzuje się wyjątkową stabilnością termiczną i chemiczną w wyższych temperaturach oraz stałą mocą w temperaturze pokojowej. Rzadko zdarza się, aby akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe doświadczały niestabilności termicznej. Bateria zwykle pozostaje chłodna, a w konsekwencji nie wybuchnie ani nie zapali się podczas przeładowania lub przegrzania. Ponadto fosforan litowo-żelazowy nie jest toksyczny. Utylizacja tej chemii jest łatwiejsza i bardziej opłacalna dla klientów. Nadaje się do wszelkich zastosowań wymagających długiej żywotności baterii i stabilności chemicznej, gdzie bezpieczeństwo jest najważniejsze.

Chemia litowo-jonowa zawierająca kobalt jest niestabilna ze względu na wyższą gęstość energii. Doświadcza niestabilności termicznej, ponieważ nagrzewa się szybciej podczas ładowania. Ten wzrost ciepła może wystąpić nawet wtedy, gdy bateria litowo-jonowa jest używana w normalnych temperaturach pokojowych, może pochłaniać ciepło z otoczenia lub innych pracujących układów elektronicznych wewnątrz urządzenia. Ponadto akumulatory litowo-jonowe zawierające kobalt są uważane za niebezpieczne, ponieważ kobalt jest substancją toksyczną. Może powodować poważne problemy zdrowotne, a także podrażnienie skóry i oczu.

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4 lub LFP) w porównaniu do akumulatorów kwasowo-ołowiowych i innych akumulatorów litowych charakteryzują się dłuższą żywotnością, brakiem konieczności konserwacji, wyjątkowym bezpieczeństwem, są lżejsze, mają lepszą wydajność ładowania i rozładowania. Zalety wymienione powyżej, a także możliwość głębokiego cyklu pozwalają na wykorzystanie w zastosowaniach elektromobilnych oraz stacjonarnego magazynowania energii.

Źrodło: EPEC Engineered Technologies, Super B

Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika