Меню

Lifepo4 аккумулятор 24 вольта

Аккумуляторы LifePo4

Литий-ионный аккумулятор LT-LFP100В

  • Тип аккумулятора: Литиевые АКБ
  • Емкость АКБ: 100 Ah
  • Номинальная емкость: 100Ач
  • Номинальное напряжение : 3,2В
  • Масса: 5,8 кг
  • Количество циклов (при глубине разряда 80%): 4000
  • Заряд: 0°C

    Ячейка Winston Battery WB-LYP40AHA

    • Тип аккумулятора: Литиевые АКБ
    • Бренд: Winston Battery
    • Емкость АКБ: 40Ач
    • Напряжение заряда, В: 4
    • Напряжение разряда, В: 2.8
    • Ток заряда (макс.), А: 3С (120)
    • Ток разряда (макс.), А: 3С (120)

    Литий-ионный аккумулятор LT-LFP170В

    • Тип аккумулятора: Литиевые АКБ
    • Емкость АКБ: 170 Ah
    • Номинальная емкость: 170Ач
    • Номинальное напряжение : 3,2В
    • Масса: 6,9 кг
    • Количество циклов (при глубине разряда 80%): 4000
    • Заряд: 0°C

      Литий-ионный аккумулятор LT-LFP150В

      • Тип аккумулятора: Литиевые АКБ
      • Емкость АКБ: 170 Ah
      • Номинальная емкость: 150Ач
      • Номинальное напряжение : 3,2В
      • Масса: 9,8 кг
      • Количество циклов (при глубине разряда 80%): 4000
      • Заряд: 0°C

        Ячейка CALB-CA-3.2-100

        • Тип аккумулятора: LiFePO4
        • Бренд: CALB
        • Емкость АКБ: 100 Ah
        • Номинальное напряжение: 3,2В
        • Напряжение электропитания внешних потребителей, В: 3,2

        Система управления ячеек (BMS 24V) для LiFePO4

        • Бренд: Sunways
        • Макс.напряжение на ячейку: 3,6В
        • Макс.ток заряда: 100А
        • Макс.ток разряда (постоянный): 100А
        • Макс.ток разряда (пиковый): 400А
        • Температурный диапазон эксплуатации: -40+85

        Система управления ячеек (BMS 48V) для LiFePO4

        • Бренд: Sunways
        • Макс.напряжение на ячейку: 3,6В
        • Макс.ток заряда: 100А
        • Макс.ток разряда (постоянный): 100А
        • Макс.ток разряда (пиковый): 400А
        • Температурный диапазон эксплуатации: -40?+85?

        Литий-ионный аккумулятор LT-LFP200В

        • Тип аккумулятора: Литиевые АКБ
        • Емкость АКБ: 200 Ah
        • Номинальная емкость: 200Ач
        • Номинальное напряжение : 3,2В
        • Масса: 9,8 кг
        • Количество циклов (при глубине разряда 80%): 4000
        • Заряд: 0°C

          Литий-ионный аккумулятор LT-LFP220В

          • Тип аккумулятора: Литиевые АКБ
          • Емкость АКБ: 220 Ah
          • Номинальная емкость: 220Ач
          • Номинальное напряжение : 3,2В
          • Масса: 9,8 кг
          • Количество циклов (при глубине разряда 80%): 4000
          • Заряд: 0°C

            Ячейка Winston Battery WB-LYP100AHA(A)

            • Тип аккумулятора: Литиевые АКБ
            • Бренд: Winston Battery
            • Емкость АКБ: 100 Ah
            • Напряжение заряда, В: 4
            • Напряжение разряда, В: 2.8
            • Ток заряда (макс.), А: 3С (300)
            • Ток разряда (макс.), А: 3С (300)

            LifePO4 – это высокопроизводительные и качественные аккумуляторы, используемые в различных областях энергетики. Аккумуляторы LiFePO4 активно вытесняют морально и технологически устаревшие свинцово-кислотные АКБ на технологии AGM\GEL.

            Lithium-vs-AGM-Infographic.jpg

            Благодаря своим свойствам, данные аккумуляторы получили широкую популярность не только в промышленных инфраструктурах, но и в быту. Прямое сравнение характеристик LifePO4 аккумуляторов и устаревших аккумуляторов AGM\GEL, можно заметить, насколько новое поколение LifePO4 аккумуляторов превосходит устаревшие AGM\GEL по основным характеристикам.

            Коэффициент полезного действия LifePO4 аккумуляторов достигает 95%, в этом случае практически вся сгенерированная энергия накапливается с минимальными потерями. Продолжительность работы аккумулятора, при разрядке и зарядке до 70%, составляет 3500 циклов без потери собственно емкости, что в разы превышает показатели аккумуляторов AGM\GEL. Низкий вес (в 4 раза легче, чем аккумуляторы AGM\GEL) и небольшие размеры данной модели предоставляют возможность проводить установку на конструкции с небольшими габаритами. LifePO4 аккумуляторы устойчивы к глубоким разрядкам, DoD составляет 70% без потери собственно емкости. Располагая внутренним модулем BMS (Battery Management System), аккумулятор самостоятельно выбирает оптимальные условия работы при заряде и разряде. Модуль адаптирован под любой тип инверторов и зарядных устройств, которые предназначены для работы с аккумуляторами AGM\GEL.

            Где могут использоваться LifePo4 аккумуляторы 48v?

            LifePo4 аккумуляторы 48v могут использоваться в автономных системах энергоснабжения, системах освещения и транспорте. Превосходство LifePO4 аккумуляторов над морально и технологически устаревшими свинцово-кислотными АКБ на технологии AGM\GEL очевидны, именно поэтому новое поколение LifePO4 аккумуляторов получает широкое распростарнение.

            Где купить LifePo4 аккумуляторы 12v-48v по низкой цене?

            Купить LifePo4 аккумуляторы 12v-48v можно прямо сейчас на нашем сайте, оформив заявку на приобретение. При правильном расчете емкости АКБ 1 к 3, цена аккумулятора LifePO4 незначительно превосходит в стоимости устаревшие АКБ AGM\GEL.

            Купить литий железо фосфатные аккумуляторы — правильный выбор

            Купить аккумуляторы LifePo4 в Москве по выгодным ценам возможно благодаря нашей компании «Sunways». Мы гарантируем качество предоставляемой продукции и рекомендуем вам купить литий железо фосфатные аккумуляторы, чтобы обеспечить длительную бесперебойную работу ваших устройств. Проконсультируйтесь со специалистами компании Санвейс .

            Источник

            

            АКБ LiFePO4

            LiFePo4 аккумуляторы

            Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4) — это функциональные батареи с высокой энергетической плотностью и существенным рабочим ресурсом. Они сохраняют функционал в большинстве климатических зон, требуют минимального обслуживания со стороны пользователя.

            Аккумуляторы на основе лития и железа представлены в нескольких исполнениях. Можно купить источники питания следующих типов:

            • литий-железо-фосфатный аккумулятор для электровелосипеда;
            • АКБ на базе лития для моторной лодки;
            • батареи для ИБП с повышенным ресурсом и системы резервного питания;
            • тяговые аккумуляторы большой емкости для оборудования на производстве.

            Ассортимент АКБ, основанных на литии и железе, неуклонно растет. Производители регулярно презентуют новые модели для машин и бытовой техники. В магазинах появляются модули с увеличенной емкостью, особыми защитными элементами и индикаторами.

            Литий-железо-фосфатные аккумуляторы превосходят классические литий-ионные решения по ряду параметров:

            • стабильная эксплуатация при низких температурах;
            • саморазряд не более 1 % в течение одного месяца;
            • наличие особо прочного корпуса, предотвращающего повреждение АКБ при интенсивном использовании автомобиля или велосипеда;
            • система BMS, контролирующая состояние каждой ячейки;
            • активные балансиры, обеспечивающие стабильную работу аккумулятора на протяжении всего срока службы.

            Источники питания имеют модульную конструкцию, что позволяет скомпоновать аккумуляторную батарею напряжением от 3,2 до 800 В. Емкость может достигать десятков тысяч ампер-часов. Сборная система питания будет компактной и умеренной по весу, с легкостью разместится в корпусе транспортного средства.

            Эксплуатационные преимущества аккумуляторов LiFePO4

            Аккумуляторы LiFePO4 обладают множеством достоинств:

            • коэффициент полезного действия типовой АКБ достигает 95 %;
            • отсутствие эффекта памяти, возможность подачи питания при любом уровне разряда;
            • эксплуатация аккумулятора в режиме глубокого разряда;
            • количество полных циклов заряд-разряд составляет 3500, частичных — 8000;
            • прекрасные показатели объема и массовой энергетической плотности;
            • на 300 % компактнее и легче свинцовых источников питания;
            • пожаробезопасность;
            • сохранение функционала в широком диапазоне температур (–20…+60 градусов).

            Применение АКБ LiFePO4 обеспечит запас хода в несколько сотен км, гарантирует беспроблемную эксплуатацию техники в сложных условиях.

            Устройства различаются напряжением (12–90 В), емкостью (20–210 Ач и более), номинальным током разряда.

            Продукция может поставляться в защитном кейсе, оснащенном необходимыми клеммами и индикаторами.

            Приобретение аккумуляторов LiFePO4

            Приобрести аккумуляторы LiFePO4 в Москве можно на TITANAT.RU. Здесь представлен широкий спектр батарей для различных нужд. Изделия отгружаются со склада компании-производителя, соответствуют отечественным и международным стандартам.

            Товар продается в заводской упаковке. На все устройства, изготовленные по технологии LiFePO4, распространяется расширенная гарантия от производителя.

            Чтобы уточнить параметры сотрудничества, напишите консультантам магазина. Они расскажут о действующих ценах, особенностях транспортировки, параметрах реализуемых модулей. Порекомендуют решения, соответствующие потребностям клиента, расскажут о смежных товарах.

            Доставка продукции осуществляется по России, оплата принимается любым удобным покупателю способом.

            Применение аккумуляторов LiFePO4

          • Источник

            Lifepo4 аккумулятор своими руками 12вольт

            Содержание:
            Почему я перехожу на lifepo4 (литий-железо-фосфатный аккумулятор)
            Покупка пакетов А123 3.2в 20ач на алиэкспресс, какая пришла первая посылка
            Соединение проводов к контактам ячеек
            Сборка аккумулятора, краткое описание

            Пришло время переходить на новый тип аккумуляторов в моей ветро-солнечной электростанции. Автомобильные аккумуляторы у меня к сожалению держатся всего 1 год и теряют в конце почти всю емкость. Связано это с тем что зимой, когда нет по неделе ни ветра ни солнца аккумуляторы высаживаются в ноль и в таком состоянии живут по нескольку дней, после чего их емкость необратимо снижается. Конечно можно их и не высаживать так сильно, но как то не так получается, емкость написана на каждом по 60Ач, а брать ее нельзя, поэтому и брал все что есть.

            В итоге так продолжатся не должно, что?, каждый год новые аккумуляторы покупать. Можно конечно брать с запасом раз в пять, чтобы не высаживать их полностью, но и стоимость тогда умножается на пять, да и прослужат не намного дольше, производитель 5 лет обещает если аккумулятор эксплуатируется на автомобиле. То-есть если никогда не разряжается и после завода машины сразу заряжается от генератора. Значит в автономке не более трех лет так-как главное условие выполнить невозможно — не разряжать глубоко и сразу заряжать. В общем на автомобильном свинце надо ставить крест, иначе покупая дешевку в итоге переплачиваешь.

            Как альтернатива есть щелочные аккумуляторы, но у них свои проблемы, такие как зарядка до 17,5вольт, КПД 55-60% всего и прочее, к то-муже цена просто космическая для акб такой древней технологии, да и срок службы обещают 8-12лет при правильной эксплуатации.

            Так же есть тяговые свинцовые аккумуляторы, все в них хорошо, можно разряжать на 100%, а при разряде не более 80% отрабатывают по 800-1500циклов и служат до 10-ти лет, а некоторые как обещает производитель аж до 20-ти лет. Но сами понимаете что цена соответствует и самый дешевый тяговый стоит в три раза дороже автомобильного свинца, а качественный в 5-7раз дороже.

            Выход как я думаю нашел, это lifepo4(литий-железо-фосфатные) аккумуляторы. Это по сути тот-же литий-ион (как батарейки в телефоне или ноутбуке), но химия внутри немного другая что позволило этим аккумуляторам существенно снизить эффект старения. В итоге аккумуляторы не деградируют многие годы, обещают до 12-20лет, и сохраняют свою первоначальную емкость. Отрабатывают по 1500-2000циклов при разряде на 100% без снижения емкости и продолжают работать дальше без осрбых ухудшений параметров. А если не разряжать более чем на 80% то циклируемость 5000-7000циклов.

            При всем этом эти аккумуляторы полностью необслуживаемые, не имеют всяких там эффектов памяти и их не надо заряжать на 100% и гонять малыми токами до-зарядки. Если до конца не заряжать и не разряжать то этим аккумуляторам только лучше. Можно сказать идеальный аккумулятор для автономных систем так-как может неделями стоять полностью разряженным и ему ничего не будет, не-надо как щелочные тренировать циклами и прочее.

            Минус lifepo4 это цена, которая сравнима с ценой хороших щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов, или качественного фирменного тягового свинцового аккумулятора. Но это если покупать у наших перекупщиков в России, если заказывать из за границы, то получается значительно дешевле, а в Китае на порядок дешевле. Еще lifepo4 как и li-ion не переносят перезарядка и переразряда, нельзя превышать напряжение каждого пакета выше 3.75 вольт при заряде, и не допускать разряда меньше 2.00 вольта, иначе аккумуляторы умрут и восстановлению не подлежат. Для контроля этих аккумуляторов устанавливается плата защиты (BMS), которая следит за состоянием аккумулятора и если что отключает его при критических значениях заряда или разряда, а так же выравнивает напряжение каждого элемента в цепочке аккумулятора. Эти платы защиты выпускаются на любые аккумуляторы 12,24,36,48,72 вольта и тд.

            lifepo4 — заказ на алиэкспресс

            Эти батарейки покупал на алиэкспресс, кто еще не знает это Китайский сайт по продаже всего и вся по очень дешевым ценам и доставка почтой. Сайт на русском и как заказать я думаю разберется каждый, из минусов только то что посылки идут долго, в среднем месяц, бывают теряются и повреждаются в дороге, но это по вине я думаю уже нашей почты. Ниже самая первая посылка 3 пакета по 20ач. Продавцы часто разбивают тяжелые заказы на несколько посылок чтобы уложится в вес на одну посылку не более 2кг, вот и мою посылку разбили на две, в первой 3 пакета, во второй оставшиеся 2пакета, всего первый заказ 5пакетов по цене 5400рублей.

            По цене если брать мелкими партиями 1-10шт, то цена за один пакет 20ач чуть больше 1000рублей, но если брать от 20-ти и выше, то цена значительно снижается. Моя батарейка будет на 80Ач 12вольт, это 960ватт*ч электроэнергии и обойдется она мне — пакеты 20ач=16шт=17500руб.+1600рублей плата защиты= 19100рублей. Если брать например партию в 36 пакетов сразу, то выходит 24000рублей, но я не могу сразу столько купить. А так батарейка на 1кВт*ч получается 19000рублей. На эти деньги я мог бы купить 9автомобильных аккумуляторов по 60Ач, это 540Ач суммарно 6.4кВт*ч, но если брать не более 10% от емкости чтобы аккумуляторы долго служили то это всего 640ватт*ч. Ниже фото самой посылки.

            Это фото сделано на почте, так как посылка пришла сильно измятая решил распаковать на месте, где и обнаружилось что батарейки сильно помяты с углов. Но что толку предъявлять и терять время впустую, расправил руками вмятины и пошел довольный домой, а батарейкам от таких вмятин ничего не будет, их можно хоть в трубочку свернуть, но не гарантирую, с моими все в порядке после такого как на фото выше. Ниже еще фото, пока стоял руками выпрямил почти все вмятины.

            Уже дома произвел детальный осмотр этих батареек, немного потертые надписи гласят что производитель А123, но контактные шины видно что приварены отдельно и стыки залиты герметиком. Китайцы мне сказали что эти батарейки новые и приходят с Америки без контактных шин, которые приделываются уже в Китае, на плюс никелированная, а на минус медная. Ну будем думать что они их не откуда ни срезали припаяв новые контакты. Все равно дешевле нет, а качество и количество отработанных лет и циклов покажет время.

            Чтобы убедится что шины приделаны отковырял герметик, ниже на фото видно что шина наложена и приварена, а место стыка замазано герметиком.

            Теперь буду продолжать начатое и заказывать еще такие пакеты, всего пока мне надо 16 пакетов чтобы собрать батарею 12вольт 80Ач. А пока начал сборку уже имеющихся элементов. Начал с ящика для этих пакетов. Ящик сделал из фанеры толщиной 2см(какая была) и покрасил белой хреновой краской.

            Дальше нужно было к контактным шинам как то прикрепить провода. Обошел все магазины, но очень маленьких болтиков так и не нашел и как специально ни в одном магазине электротоваров не нашлось клеммных колодок особой конструкции где уже есть мелкие болтики и стяжки. В итоге купил мощный паяльник на 100ватт и провод сечением 4квадрата. Дома я уже понял что припаять провода не получится, контактная пластина пакета не прогревается. А собрать первые четыре пакета чтобы получить батарею на 12вольт очень хотелось. В итоге зачистил провода и завернул из как в трубочку в контактные пластины, прижал плоскогубцами и поставил по две скобы из толстых пластинок. Конечно это не совсем правильно, но думаю контакт хороший и на всегда, тем более что больших токов там не будет, максимум ампер 5-10.

            В крышке просверлил пять отверстий под болты М6 и на них соединил четыре пакета в цепочку для получения аккумулятора на 12 вольт. Это еще не законченный вариант, еще не пришла заказанная плата защиты (BMS), которая будет смонтирована под крышкой.

            Болты как видно использовал обычные металлические, медных не нашлось. Но здесь нет ничего страшного, болты выполняют лишь роль зажимов для медных проводов,а провода стянуты друг с другом. Единственное это то что крайние болты выведены наружу как клеммы аккумулятора. В основном аккумулятор будет работать через плату защиты, а эти болты лишь для редкого подключения инвертора и др. Сопротивление конечно у металла выше, но думаю потери на нагреве болтов даже при токах 50-70А будут минимальными и их можно не считать так как инвертор включаю редко на электроинструмент. Но если найду, то крайние заменю на медные. Ниже фото внутренностей этого ящика-аккумулятора.

            Пока все. Далее планирую покупать еще пакеты такие-же и докладывать в этот корпус пока не заполню его полностью, также скоро придет BMS — плата защиты и будет установлена. А пока все-таки попробую без BMC напрямую к контроллеру солнечной панели поставить и посмотреть как работает, есть ли дисбаланс ячеек, а так-же проверю реальную емкость аккумуляторов. Об этом в следующих статьях в разделе «Мой небольшой опыт».

            Продолжение, часть 2, поставил аккумулятор вместо свинца и первые цифры и впечатление от работы лифера. ЛИФЕР (LIFEPO4) ВМЕСТО СВИНЦА В СОЛНЕЧНОЙ МИНИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

            Источник

            Сделать своими руками LiFePO4 аккумулятор

            Сборка аккумуляторной батареи из ячеек типа LiFePO4 выполняется по тому же принципу, что и создание литий-ионных АКБ других видов. Но есть некоторые отличия, которые стоит учесть при выборе ячеек и их последующем соединении в батарею. В отличие от Li-ion аккумуляторов с номинальными значениями 3,6–3,7 В на ячейку, элементы питания на основе литий-железо-фосфата имеют меньшее напряжение – 3–3,2 В. Поэтому для получения батареи нужного вольтажа последовательно соединяется большее количество «банок» LFP, по сравнению с типичными Li-ion компонентами.

            Что касается типоразмеров, LFP аккумуляторы не имеют к ним такой жесткой привязки, как остальные Li-ion элементы. Хотя ячейки категории LiFePO4 также можно купить в цилиндрическом исполнении и привычных форм-факторах 18650, 32650 или 32700, более распространены «банки» призматической формы. Также в продаже встречаются аккумы-пакеты. Собрать LiFePO4 батарею можно из «банок» любой формы и размеров, но наиболее удобными в сборке считаются призматики с резьбовыми клеммами.

            Что понадобится?

            Для сборки батареи из LiFePO4 аккумуляторов своими руками приготовьте:

            • необходимое число аккумов с одинаковыми характеристиками, в идеале – из одной партии;
            • принадлежности для их соединения, например, для призматиков с резьбовыми клеммами – переходные пластины и крепежные болты, для цилиндрических элементов – никелевую полосу и аппарат контактной сварки;
            • БМС плату с подходящими характеристиками;
            • балансировочные провода;
            • измерительные приборы – вольтметр, омметр, мультиметр;
            • клеммы-переходники;
            • силовые клеммы;
            • медный многожильный провод диаметром 6 мм;
            • электроизоляционные материалы;
            • кнопку включения-выключения АКБ;
            • зарядное устройство, подходящее для собираемой литий-железо-фосфатной АКБ;
            • штекер для зарядного устройства;
            • индикатор зарядки;
            • средства индивидуальной защиты – диэлектрические перчатки, защитные очки;
            • термоусадочную пленку для герметизации созданной АКБ;
            • аккумуляторный бокс или материалы для его изготовления.

            Схема сборки

            Чтобы собрать батарею из литий-железо-фосфатных аккумуляторов своими руками, нужно изначально продумать схему их сборки. Для наращивания вольтажа ячейки соединяются последовательно (плюсовой контакт предыдущей «банки» соединяется с минусовым контактом последующей), а для набора емкости – параллельно. К примеру, для сборки батареи напряжением 36 В и емкостью 10 Ач из ячеек с характеристиками 3,2 В и 5 Ач используется схема 12S2P.

            При расчете необходимый вольтаж батареи нужно разделить на номинальное напряжение 3 В каждого элемента. Для 36-вольтовой батареи получаем 12 последовательно соединяемых ячеек, по 2 в параллели для набора емкости. Аналогично для получения батареи на 48 В последовательно соединяется 16 элементов. Но у заряженных LFP элементов напряжение составляет 3,65 В, поэтому напряжение заряженной батареи будет выше номинального значения: 3,65х12= 43,8 В, 3,65х16=58,4 В.

            Последовательность сборки АКБ

            Для создания LiFePO4 батареи по заданной схеме нужно:

            1. Подготовить все компоненты, инструменты, измерительные приборы. Ячейки для сборки должны быть с идентичными характеристиками и низким уровнем заряда – около 20% (для безопасной сборки).
            2. Соединить их по заранее продуманной схеме. При соединении строго соблюдать полярность. Призматические элементы соединить переходными пластинами и закрепить крепежом. Цилиндрические – соединить при помощи никелевой полосы и аппарата контактной сварки.
            3. К минусовой клемме батареи присоединить BMS плату. От нее к каждому контакту провести балансировочные провода. Припаять их или присоединить клеммами. Четко соблюдать схему подключения, прилагаемую к конкретной БМС плате.
            4. Присоединить силовые провода и необходимые разъемы.
            5. Герметизировать полученную АКБ при помощи широкой термоусадки.
            6. Поместить АКБ в корпус.
            7. Вывести проводку. Установить кнопку включения-выключения, индикатор уровня заряда-разряда, штекер для зарядного устройства.
            8. Имеющиеся в корпусе отверстия герметизировать.

            Далее нужно протестировать батарею, зарядить ее, закрепить в выбранном месте, подключить к контроллеру, нагрузке, бортовому компьютеру или вольтметру.

            О безопасности

            При сборке аккумуляторной батареи, ее тестировании и дальнейшем использовании нужно соблюдать меры предосторожности. Недопустимо использовать элементы питания сомнительного качества или имеющие очевидные признаки неисправности. Аккумы нельзя ронять, деформировать, нагревать, подвергать перезаряду или глубокому разряду. Недопустимо замыкать плюсовые и минусовые клеммы. В процессе работ желательно использовать защитные очки и диэлектрические перчатки.

            В данной статье приведена ознакомительная информация по сборке LFP батарей. В зависимости от подвида используемых аккумуляторов и технологии их сборки алгоритм и последовательность действий могут быть изменены. При отсутствии достаточных знаний, навыков, инструментов, комплектующих или опыта работы по изготовлению аккумуляторной батареи лучше поручить эту работу специалистам. В мастерской VoltBikes производятся АКБ всевозможных размеров и форм, с заданными характеристиками и гарантией качества.

            Источник

            Lifepo4 аккумулятор 24 вольта

            Всё о литий-железо-фосфатных (LiFePO4, LFP) аккумуляторах — На токе

            • Статьи об электротранспорте
            • Технологии
            • Аккумуляторы
            • Всё о литий-железо-фосфатных (LiFePO4, LFP) аккумуляторах

            Всё о литий-железо-фосфатных (LiFePO4, LFP) аккумуляторах

            Всё о литий-железо-фосфатных (LiFePO4, LFP) аккумуляторах

            На рынке сегодня присутствует не малое количество разновидностей литиевых накопителей электроэнергии, и особое место среди них занимает литий-железо-фосфатное (LiFePO4 или LFP) исполнение. Чем оно выгодно отличается от «соплеменников» и каковы его особенности? Вот именно об этом мы будем говорить в данной теме.

            Содержание:

            • История появления.
            • Преимущества LiFePO4 электронакопителей.
            • Сравнение LiFePO4 и Li-ion — что лучше?
            • Применение LFP аккумуляторов.
            • Как правильно эксплуатировать LFP батареи.
            • Правила хранения и утилизации LiFePo4.

            История появления

            john-goodenough-1200x675.jpg

            Итак, LiFePO4 был открыт давненько, в 1996-ом году, профессором Техасского университета Джоном Гуденафом. Материал играл роль катода для обычного Li-ion накопителя. Отличался LFP тем, что по сравнению с традиционными литий-кобальтовыми источниками энергии, имел значительное преимущество в цене, был менее токсичным и более термоустойчивым. Однако у LiFePO4 имел место и один значимый недостаток — меньшая ёмкость.

            57november.jpg

            До 2003-го года разработка практически не продвигалась вперёд, пока она не попала в руки специалистов представляющих фирму A123 Systems. Кроме того, серьёзный толчок делу дали такие инвесторы как Motorola, Qualcomm и Sequoia Capital, благодаря которым технология была доведена до ума.

            Первая промышленная партия изделий была выпущена в 2006-ом году и с тех пор, LFP позиционируются как лучшие из силовых электронакопителей.

            LiFePO4 обходят конкурентов по таким параметрам:

            1. Улучшенные характеристики.

            2. Более высокий показатель КПД.

            3. Повышенный уровень безопасности.

            LiFePO4 предлагают пользователю более продолжительный срок службы, по сравнению со своими Li-ion собратьями. Применение фосфатов даёт возможность избежать расхода кобальта и связанных с этим экологических проблем.

            Что мы имеем по техническим характеристикам LiFePO4?

            Номинальное напряжение LFP — 3,0-3,3 V, нижний порог напряжения — 2 V. Полностью заряженный накопитель выдаёт 3,6-вольтовое напряжение. Аппаратура может функционировать в диапазоне -30. +60, что является весьма приемлемым результатом для сторонников круглогодичной эксплуатации индивидуального электрического транспорта.

            Время зарядки LFP-батареи — 4 часа. Масса аккумулятора с характерстиками 36 V 12 Ah – 5,5 килограмма, разрядной ток — до 35 A, мощность — до 1260 Ватт, пиковая — 2160 Ватт.

            Что нам предлагает ближайший конкурент LFP, традиционный Li-ion?

            Номинальное напряжение тут уже повыше — 3,6-3,75 V. Нижний порог напряжения — 3 V, а для ёмких Li-ion АКБ нижний показатель — 2,5 V. Полностью заряженный агрегат выдаёт 4,25 V, у более ёмких батареек — 4,35 V. Работают при температуре -20. +60 градусов, но тут нужно учесть, что оптимальный температурный режим для литий-ионного источника энергии — +20. +25 градусов.

            Время зарядки Li-ion батареи — 8 часов. Масса аккумулятора с характеристиками 36 V 12 Ah – 3 килограмма, разрядный ток — до 12 A, выдаваемая мощность — до 432 Ватт, пиковая — 864 Ватта.

            Преимущества LiFePO4 электронакопителей

            scat-i-battery-12-7-1.png

            Скорее всего, вас не вдохновит показатель напряжения LiFePO4, но не стоит из-за этого сбрасывать данную разновидность литиевых источников питания со счетов. У них есть ряд преимуществ, которые могут заинтересовать очень многих юзеров.

            1. В таких АКБ разработчики используют структуру оливина, высокотемпературного материала, который способен выдерживать температуру до 1900 градусов.

            2. Продолжительный срок эксплуатации. Такая аппаратура может выдержать от двух до семи тысяч циклов. При этом, ёмкость снизится всего на 20%. А вот обычный литий-ион столько не потянет: его потенциал 500-1000 циклов разряда/заряда.

            3. Срок хранения. По этому параметру LFP изделия также долгоиграющими являются. Хранить их можно 12-15 лет, а вот Li-ion — всего 3-5 лет, потом начинается деградация.

            4. Повышенная плотность энергии и стойкость к низким температурным режимам. К примеру LiFePO4 модели ANR26650M1-B от A123 Systems, может работать при заявленном производителем температурном диапазоне -30. +55 градусов, а хранить её можно при -40. +60 градусах. У литий-ионной продукции просадки составляют порядка 3-4 V при нагрузке, а ёмкость снижается в два-три раза при минусовой температуре окружающей среды.

            5. Устойчивость к переразряду. Если напряжение преодолеет допустимое значение, LFP грозят лишь несущественные повреждения, при которых девайс сохранит свою работоспособность. А вот Li-ion, при критическом уровне напряжения, становится весьма опасным предметом — происходит разгерметизация из-за которой в атмосферу выбрасывается литий. В этом случае вполне можно ожидать взрыва!

            6. LFP не загораются при повреждении компонентов. Они в такой ситуации будут только нагреваться и испускать дым. Li-ion же при повреждении взрываются и могут напугать юзера появлением яркого пламени.

            7. 3,2-вольтовое постоянное напряжение на выходе, даёт возможность соединить последовательно две пары аккумуляторов, для получения 12,8-вольтового номинального напряжения на выходе. Это приближено к напряжению свинцово-кислотных АКБ (SLA) с 6-ю ячейками. Данное обстоятельство, параллельно с достойной безопасностью источников питания LFP, делает их отличной возможной заменой SLA во многих отраслях. К примеру, автомобильная промышленность и солнечная энергетика. Тут возможно применение 3,2-вольтовых накопителей стандартного типоразмера 14500/10440, вместо пары гальванических элементов либо АКБ типоразмеров АА/ААА 1,5 V. Для это применяется один LFP электронакопитель, а на место второго компонента устанавливается вставка-проводник с идентичными размерами.

            8. Если сравнивать LFP-батареи с другими литиевыми исполнениями, то они обладают довольно стабильным разрядным напряжением. На выходе напряжение остаётся близко к 3,2 V во время разряда, пока энергия аккумуляторной батареи не иссякнет на сто процентов. Это может существенно упростить корректировку напряжения в цепях или даже исключить надобность в ней.

            9. LFP источники питания, обладают пониженной скоростью разряда, по сравнению с Li-ion и SLA электронакопителями.

            10. LiFePO4 батареи можно встретить в формате 18650, что очень удобно. Это даёт возможность пользователям собрать источник питания практически любой формы, разместив компоненты наиболее удобным способом. Однако при одном и том же напряжении, LFP изделия будут несколько тяжелее и больше по размерам, поскольку в распоряжении ячеек разное номинальное напряжение.

            11. Упрощённая система управления батареей и не сложное зарядное устройство. Большой допуск перезаряда и характеристика самобалансировки LFP-батареи, дают возможность упростить защиту аккумулятора и сбалансировать печатные платы, снизив их себестоимость. Одноступенчатый процесс зарядки позволяет применять более простой, обыкновенный источник питания для зарядки LiFePO4, чего не скажешь о литий-ионном электронакопителе, для которого требуется сложное и дорогое зарядное оборудование.

            Сравнение LiFePO4 и Li-ion — что лучше?

            2739960november.jpg

            Выше в теме я привёл основные характеристики этих разновидностей батарей, но, для большего понимания ситуации, стоит углубиться в подробности.

            Сразу скажу: тут стоит отдать должное Li-ion источникам питания, так как именно они чаще всего становятся для потребителя оптимальным выбором.

            Стоят они меньше, меньше у них и масса, а при щадящем режиме работы, Li-ion могут предложить юзеру около тысячи циклов. Однако если вам предстоит эксплуатировать индивидуальный электротранспорт в жёстких условиях, к примеру, ездить на электрифицированном велосипеде при минусовых температурах, то стоит отдать приоритет LiFePO4. Такие источники питания совмещают в себе все плюсы Li-ion, но у них отсутствуют их негативные стороны.

            Пиковые токи нагрузки и заряда не наносят вреда ресурсу LFP аккумулятора. Кроме того, электронакопители такого типа имеют меньшую склонность к естественной деградации, предлагают минимальный саморазряд и весьма широкий диапазон рабочих температур. Обладателя LFP аккумулятора, порадует и то, что изделие может выдержать более 2000 циклов при утрате ёмкости на 20%. Так что, по выносливости и долговечности LFP-батареи переигрывают остальные литиевые исполнения. В то же время нужно учитывать, что LiFePO4 весят больше чем Li-ion и вдобавок они габаритнее.

            В общем, суть такова: перед выбором литиевого энергонакопителя, чётко определитесь со своими приоритетами и условиями дальнейшего использования АКБ.

            Применение LFP аккумуляторов

            ebike-battery-48v-9ah-lithium-ion-charging.jpg

            Системы автономного электроснабжения, в состав которых входят ветрогенераторы и солнечные батареи — вот где LFP активно используется как буферный накопитель. LiFePO4 оборудуется складская техника, поломоечные машины, гольфкары, водный транспорт, электрические велосипеды, электрические скутера, электрические автобусы и электромобили. LFP-накопители также обслуживают телефоны, планшеты и шуруповёрты.

            Как правильно эксплуатировать LFP батареи

            Не превышайте дозволенные параметры

            Любые Li-ion электронакопители, в том числе и новые LFP изделия, довольно быстро вырабатывают свой ресурс, если разряжать их по максимуму либо длительное время удерживать на зарядке. В том случае, если источник энергии часто разряжается ниже допустимого предела, он начнёт утрачивать в ёмкости и по прошествии некоторого времени, электронакопитель будет разряжаться в ускоренном темпе. Также, от перезарядки может случиться такое недоразумение как вздутие девайса, по причине того, что внутри ячеек скапливается газ, а итогом является неприятный всем выход из строя.

            Для продления срока эксплуатации LiFePO4, заряжать его рекомендуются до 3,65 V (пик 3,7 V), а разряжать не ниже показателя 2,5 V (пик 2 V).

            Применяйте систему управления батареей (BMS)

            Аккумуляторные батареи мобильных устройств и электрокаров, как правило, заряжаются на 100%, а затем сразу идут в работу. Однако если не отключить зарядную аппаратуру после полной «заправки», электронакопитель разбухнет и откажется продолжать дальнейшую работу. Думаете нужно в обязательном порядке тщательно следить за напряжением АКБ, чтобы она не разряжалась до минимального значения и не достигала излишнего заряда? Реально, делать это необязательно — разработчики давно решили данную проблему! Они начали ставить на каждую аккумуляторную батарею специальную защитную плату, так называемую BMS. Деталь контролирует показатели источника электроэнергии, от которого заряжается LiFePO4. Она полностью отвечает за зарядку/разрядку АКБ.

            Если LFP-батарея начнёт подвергаться зарядке сверх нормы, BMS организует равномерное распределение нагрузки по ячейкам. Если электронакопитель разрядится в значительной степени, контрольная плата прекратит подачу электроэнергии потребителям.

            561fe621-ef14-11e9-872b-525400e33e22-e70e9925-ef14-11e9-872b-525400e33e22.png

            Если вы приобретаете не целую батарею, а только ячейки и игнорируете внедрение BMS, то распределение напряжения при зарядке АКБ будет неравномерным. К примеру, в вашем распоряжении аккумуляторная батарея состоящая из двух пар ячеек LFP. По ходу дела три ячейки достигают примерно одинакового уровня заряда, где-то на 3,5 V. А вот четвёртая ячейка по заряду выходит значительно выше — 4,25 V. Чем чревата такая разность? Тем, что четвёртая ячейка начнёт заряжаться сверх допустимого и даст сбой. При этом, общее напряжение при зарядке остаётся в пределах дозволенных значений.

            Может случиться так, что установить BMS по каким либо причинам будет невозможно и возникает вопрос — а что делать в этом случае? Поставьте хотя бы балансировочные платы, которые помогут удерживать напряжение сбалансированным.

            Но в то же время, «балансиры» ничем не помогут накопителю энергии, если все ячейки разрядятся до критического уровня либо начнут перезаряжаться. Кроме того, если расхождение в заряде ячеек будет значительным, балансировочная деталь не будет выравнивать напряжение.

            Хотите по максимуму защитить LiFePO4 электронакопитель? Лучший способ сделать это, установить плату BMS, которая будет прекрасно справляться со своими прямыми обязанностями избавляя вас при этом от лишней головной боли.

            Режим работы

            ps1512486749.jpg

            Любую аккумуляторную батарею можно эксплуатировать в двух режимах: буферном и циклическом. Начнём с циклического режима. Вы пользуетесь мобильным устройством целый день, затем устанавливаете его на зарядку, а когда аккумулятор заряжен на сто процентов — продолжаете использовать девайс. А вот что касается буферного режима, то это когда электронакопитель постоянно подзаряжается. Буферный режим встречается в бесперебойных источниках питания. При нём напряжение аккумуляторной батареи редко снижается до критических показателей, по этой причине он проработает дольше, чем если будет функционировать в циклическом режиме.

            Если хотите дополнительно продлить срок эксплуатации электронакопителя, понизьте напряжение заряда. Как правило, для LFP-батарей, это 3,40-3,45 V. Однако самый лучший вариант — свериться с теми значениями, которые рекомендует изготовитель АКБ.

            Балансировка ячеек

            Если вы предпочли собирать LFP-накопитель собственными силами, то перед сборкой нужно в обязательном порядке отбалансировать ячейки — 3,2-вольтовые. Ячейки не всегда являются заряженными в одинаковой степени, поэтому перед применением устройства, его рекомендуется предварительно отбалансировать. Для этого потребуется параллельно соединить каждую ячейку: «+» с «+» и «-» с «-» каждой ячейки. После состыковки зарядите ячейки до 3,65 V.

            Если одна либо несколько ячеек продемонстрируют разность сопротивлений, в процессе балансировки будет происходить выравнивание напряжений между компонентами.

            Для сбережения ресурса LiFePo4 важно:

            1. Применять специальные ЗУ, которые предназначены для аккумуляторов LFP с обозначением конечного напряжения. Зарядки для литиевых АКБ других типов, для LiFePo4 изделий не годятся, так как у LFP более низкое рабочее напряжение.

            2. Не следует оставлять источник энергии разряженным. Если последующий саморазряд повлечёт за собой критическое снижение напряжения хотя бы на одном элементе АКБ, это отрицательно скажется на ёмкости всего электронакопителя. Поэтому, если LiFePo4 почти разрядилась, её нужно как можно быстрее установить на зарядку и довести до номинального напряжения, а это 3,2 V на компонент.

            3. Не допускайте разряда аккумулятора до его отключения посредством BMS и заряжайте гаджет после каждого применения. LiFePo4 не страдают от эффекта памяти, а полные циклы разряда будут только негативным образом сказываться на ресурсе девайса.

            4. Заряжайте агрегат при температуре корпуса приближённой к комнатной. Если накопитель энергии был перед зарядкой на холоде, нужно сначала нагреть его до комнатной температуры. Для этого потребуется 4-5 часов пребывания в тёплом помещении.

            5. Для зарядки LiFePo4 лучшим вариантом будут «умные» ЗУ либо контроллеры. Они обеспечивают подзарядку систем напряжением 12-14,6 V, а по прошествии 10-20 минут снижают напряжение до 13,6–13,8 V, то есть, до 3,4–3,45 V на каждый отдельный элемент.

            Правила хранения и утилизации LiFePo4

            13k6tau.jpeg

            Перед тем как отправить LFP на продолжительное хранение, зарядите его до 40-60% и поддерживайте такой уровень на протяжении всего срока хранения. Аккумулятор следует держать в сухом месте, где температурный режим не опускается ниже комнатных показателей.

            Когда ваша аккумуляторная батарея полностью отработает своё, следует обратиться в специальную организацию, занимающуюся утилизацией подобного оборудования. Если вы поступите подобным образом, то можете даже заработать на этом. Но в то же время, если вы просто выбросите источник энергии LFP на свалку, ничего страшного не будет.

            Заключение

            Чтобы вам легче было усвоить всю информацию изложенную в статье, я приведу далее несколько пунктов, которые нужно обязательно запомнить:

            1. Следите за тем, чтобы напряжение LiFePo4 не опускалось ниже 2 V и не заходило за отметку 3,7 V. Что касается идеального диапазона, то это 2,5-3,65 V.

            2. Если будете собирать батарею LFP самостоятельно, не забудьте про BMS.

            3. Если используете АКБ в буферном режиме, понизьте её напряжение. Рекомендуемые параметры — 3,4-3,45 V.

            4. Заряжать LFP нужно специальной зарядкой.

            5. Перед самостоятельной сборкой электронакопителя, отбалансируйте ячейки, чтобы выровнять напряжение.

            Основные преимущества LFP:

            1. Продолжительный срок эксплуатации — 2000-7000 циклов заряда/разряда. При этом потеря ёмкости составляет 20%.

            2. Срок хранения — 12-15 лет.

            3. Может работать при широком диапазоне температур — -30. +60 градусов. Из этого можно сделать простой вывод: LFP хорошо подходят для использования зимой.

            4. Не воспламеняется при повреждении компонентов.

            5. Устойчивость к переразряду.

            Естественно, не обошлось и без недостатков: это бОльшая по сравнению с Li-ion масса и себестоимость. Хотя уже можно обзавестись на Али.

            Источник

Читайте также:  Получайте каждый день новый пример проекта