Bateries LiFePO4

El mercat modern està ple d’equips electrònics. Per al seu funcionament, s’estan desenvolupant cada cop més fonts d’energia avançades. Entre elles, un lloc especial l’ocupa les bateries de fosfat de ferro de liti. Són segurs, tenen grans capacitats elèctriques, pràcticament no emeten toxines i són duradores. Potser aviat aquestes bateries es veuran obligades a sortir dels dispositius dels seus "germans".

Què és la bateria de fosfat de ferro de liti

Les bateries LiFePo4 són fonts d’alimentació d’alta qualitat i fiables d’alt rendiment. Desplacen activament no només les àrees de plom obsoletes, sinó també les bateries de ions Li moderns. Avui, les dades de bateries no només es troben en equips industrials, sinó també en dispositius domèstics, des dels telèfons intel·ligents fins a les bicicletes elèctriques.

Les bateries LFP van ser desenvolupades per la Universitat de Tecnologia de Massachusetts el 2003. La seva base és una tecnologia de ions Li millorada amb una composició química modificada: el ferrofosfat de liti s’utilitza per a l’ànode en lloc del cobaltat de liti. La bateria està àmpliament distribuïda gràcies a empreses com Motorola i Qualcomm.

Com és la producció de bateries LiFePo4

Els components principals per a la fabricació de bateries LiFePo4 es subministren a la fàbrica en forma de pols de color gris fosc amb una brillantor metàl·lica. L’esquema de producció dels ànodes i càtodes és el mateix, però a causa de la inadmissibilitat de barrejar els components, totes les operacions tecnològiques es duen a terme en diferents tallers. Tota la producció es divideix en diverses etapes.

Primer pas. Creació d’elèctrodes. Per això, la composició química acabada està recoberta per les dues cares amb una làmina metàl·lica (generalment alumini per al càtode i coure per a l’ànode). La làmina es tracta prèviament amb una suspensió perquè pugui actuar com a receptor actual i un element conductor. Els elements acabats es tallen en tires fines i es dobleguen diverses vegades, formant cèl·lules quadrades.

Segon pas. Directament muntatge de bateries. Els càtodes i els ànodes en forma de cèl·lula es col·loquen a banda i banda del separador de material porós, ben fixats al mateix. El bloc resultant es col·loca en un recipient de plàstic, replet amb electrolit i segellat.

L’etapa final. Prova de càrrega / descàrrega de la bateria La càrrega produeix un augment gradual de la tensió de manera que no es produeix cap explosió o encès a causa de l’alliberament de gran quantitat de calor. Per descarregar, la bateria està connectada a un consumidor potent. Sense detectar desviacions, els articles acabats s’envien al client.

El principi de funcionament i el dispositiu i la bateria de fosfat de ferro de liti

Les bateries LFP consisteixen en elèctrodes pressionats fortament contra el separador porós dels dos costats. Per fer funcionar els dispositius, tant el càtode com l’ànode estan connectats als col·lectors actuals. Tots els components es col·loquen en una caixa de plàstic, plena d’electròlits. Es col·loca un controlador sobre la caixa, que regula l’alimentació actual durant la càrrega.

El principi de funcionament de les bateries de LiFePo4 es basa en la interacció del ferofosfat de liti i el carboni. La pròpia reacció continua segons la fórmula:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFepo₄ + LiC₆

El portador de càrrega de la bateria és un ió de liti carregat positivament. Té la capacitat de penetrar en la gelosia de cristall d’altres materials, amb la formació d’enllaços químics.

Especificacions Bateries LiFePo4

Independentment del fabricant, totes les cèl·lules LFP tenen les mateixes especificacions:

• tensió màxima - 3,65 V;
• tensió al punt mitjà - 3,3 V;
• tensió en estat totalment descarregat - 2,0 V;
• tensió de funcionament nominal: 3,0-3,3 V;
• tensió mínima sota càrrega - 2,8 V;
• durabilitat: de 2 a 7 mil cicles de càrrega / descàrrega;
• auto-càrrega a una temperatura de 15-18 C^sobre - fins a un 5% anual.

Les especificacions tècniques presentades es relacionen específicament amb cèl·lules de LiFePo4. Segons els pocs que es combinen amb una bateria, els paràmetres de la bateria variaran.

Les situacions de producció domèstica presenten les següents característiques:

• capacitat - fins a 2000 Ah;
• tensió: 12 v, 24v, 36v i 48v;
• amb un rang de temperatures de funcionament: de -30 a +60 ºC^sobre;
• amb corrent de càrrega: de 4 a 30 A.

Totes les bateries no perden la seva qualitat durant l’emmagatzematge durant 15 anys, tenen un voltatge estable i es caracteritzen per una baixa toxicitat.

Què són les bateries LiFePo4

A diferència de les bateries habituals, marcades amb AA o AAA, les cèl·lules de fosfat de ferro de liti tenen una marcació totalment diferent del factor de forma: les seves mides estan xifrades amb un número de cinc dígits. Tots ells es presenten a la taula.

Fins i tot sense una taula amb un marcatge al vostre davant, podeu navegar fàcilment per les dimensions de la bateria. Els dos primers dígits del codi indiquen el diàmetre, la resta indica la longitud de la font d’energia (mm). El número 5 al final d’algunes mides correspon a mig mil·límetre.

Bateria de fosfat de liti de liti: avantatges i contres

Les bateries LFP es basen en la tecnologia Li-ion, que els va permetre incorporar tots els avantatges d’aquestes fonts d’energia i, al mateix temps, desfer-se dels inconvenients inherents.

Entre els principals avantatges es troben:

1. Durabilitat: fins a 7.000 cicles.
2. Corrent de càrrega elevada, que redueix el temps de reposició d'energia.
3. Tensió de funcionament estable, que no baixa fins que s’esgoti la càrrega completament.
4. Tensió punta màxima: 3,65 Volts.
5. Capacitat elevada.
6. Pes lleuger: fins a diversos quilograms.
7. Baixa contaminació ambiental durant l’eliminació.
8. Resistència al gel: el treball és possible a una temperatura de -30 a + 60 ºC^sobre.

Però les bateries també tenen desavantatges. El primer d'ells és un cost elevat. El preu d’un element per 20 Ah pot arribar als 35 mil rubles. El segon i últim inconvenient és la dificultat de muntar una bateria vostè mateix, a diferència de les cèl·lules d’ió de liti. Encara no s’han identificat altres minsos evidents en aquestes fonts d’energia.

Carregadors i com carregar LiFePo4

Els carregadors de bateries LiFePo4 pràcticament no són diferents dels inversors convencionals. En particular, és possible registrar una gran intensitat de corrent a la sortida: fins a 30A, que s'utilitza per carregar cel·les ràpidament.

En comprar un paquet de bateries ja fet, no haurien de presentar dificultats per la seva càrrega. En el seu disseny, s’integra el control electrònic, que protegeix a totes les cèl·lules d’una descàrrega completa i la supersaturació de l’electricitat. Els sistemes costosos utilitzen una taula d’equilibri que distribueix l’energia uniformement entre totes les cèl·lules del dispositiu.

En fer la recàrrega, és important no excedir l'amperage recomanat si feu servir carregadors de tercers. D’aquesta manera es reduirà la vida de la bateria diverses vegades amb una sola càrrega. Si la bateria s’escalfa o s’infla, l’amperació supera els valors admissibles.

On s’utilitzen les bateries LiFePo4?

Les bateries LFP són de gran importància per a la indústria. S’utilitzen per mantenir l’operativitat dels dispositius en estacions meteorològiques i hospitals. També s’implementen com a amortidor en parcs eòlics i s’utilitzen per acumular energia de plaques solars.

Les bateries de 12v comencen a utilitzar-se en cotxes moderns en lloc dels elements habituals d’àcid plom.Els dissenys LiFePo4 s’instal·len com a principal font d’energia per a bicicletes elèctriques i atvs, embarcacions de motor.

Àmpliament la seva importància en la vida quotidiana. Estan integrats en telèfons, tauletes i fins i tot tornavís. Tanmateix, aquests dispositius difereixen significativament en el seu preu respecte als seus homòlegs menys tecnològics. Per tant, complir-los al mercat és encara difícil.

Normes d’emmagatzematge, funcionament i eliminació de LiFePo4

Abans d’enviar la bateria LFP per emmagatzematge a llarg termini, cal carregar-la fins al 40-60% i mantenir aquest nivell de càrrega durant tot el període de conservació. Mantingueu la bateria en un lloc sec on la temperatura no baixi de la temperatura ambient.

Durant el funcionament, s’han de seguir els requisits del fabricant. És important no sobreescalfar la bateria. Si observeu que la bateria s’escalfa desigualment durant el funcionament o la recàrrega, haureu de posar-vos en contacte amb el centre de reparació - potser una de les cel·les ha fallat o hi ha falles de la unitat de control o de la taula d’equilibri. El mateix s’hauria de fer quan apareixen butllofes.

Per a una eliminació adequada d’una bateria que hagi esgotat completament la seva vida, heu de contactar amb una empresa especialitzada en això. De manera que no només actuareu com a ciutadà conscient, sinó que també podreu guanyar diners. Tanmateix, si només envieu la bateria a un abocador, no passarà res dolent.