ข้อดีเจ็ดประการของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

May 28, 2019

คุณสมบัติหลัก

แรงดันไฟฟ้าปกติของแบตเตอรี่ LiFePO4 คือ 3.2V, แรงดันชาร์จสำหรับการเลิกจ้างคือ 3.6V และแรงดันไฟฟ้าการเลิกใช้คือ 2.0V เนื่องจากคุณภาพและกระบวนการของวัสดุที่เป็นบวกและลบและวัสดุอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้โดยผู้ผลิตหลายรายจะมีความแตกต่างในประสิทธิภาพการทำงาน ตัวอย่างเช่นรุ่นเดียวกัน (แบตเตอรี่มาตรฐานของแพ็คเกจเดียวกัน) มีความแตกต่างของความจุของแบตเตอรี่ (10% ถึง 20%)

ควรสังเกตที่นี่ว่าแบตเตอรี่พลังงานลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ผลิตโดยโรงงานที่แตกต่างกันมีความแตกต่างบางอย่างในพารามิเตอร์ประสิทธิภาพต่างๆ นอกจากนี้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่บางอย่างจะไม่รวมอยู่เช่นความต้านทานภายในของแบตเตอรี่, อัตราการคายประจุเอง, อุณหภูมิการชาร์จและคายประจุและอื่น ๆ

แบตเตอรี่พลังงานลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีความแตกต่างในความจุขนาดใหญ่และสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: เศษส่วนเล็ก ๆ ไม่กี่มิลลิแอมป์, กลางสิบมิลลิวินาที - ชั่วโมงและหลายร้อยหลายพันชั่วโมง - มีความแตกต่างบางประการในพารามิเตอร์เดียวกันสำหรับแบตเตอรี่ชนิดต่าง ๆ

ทดสอบแรงดันเกินศูนย์

แบตเตอรี่พลังงานลิเธียมเหล็กฟอสเฟต STL18650 (1100mAh) ถูกใช้เพื่อทดสอบแรงดันไฟฟ้าเกินศูนย์ เงื่อนไขการทดสอบ: ชาร์จแบตเตอรี่ 1100 mAh STL 18650 ที่อัตราการชาร์จ 0.5 C จากนั้นปล่อยที่อัตราการคายประจุ 1.0 C จนกระทั่งแรงดันแบตเตอรี่เป็น 0 C แบตเตอรี่ที่วางใน 0V จะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: กลุ่มหนึ่ง ถูกเก็บไว้เป็นเวลา 7 วันและกลุ่มอื่น ๆ จะถูกเก็บไว้เป็นเวลา 30 วัน หลังจากที่จัดเก็บข้อมูลหมดอายุจะเต็มไปด้วยอัตราการชาร์จที่ 0.5 C และจากนั้นปล่อยด้วย 1.0 C ในที่สุดเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างสองช่วงเวลาการจัดเก็บแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์

ผลการทดสอบคือแบตเตอรี่ไม่มีการรั่วไหลหลังจาก 7 วันของการจัดเก็บแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์และประสิทธิภาพที่ดีความจุ 100%; หลังจาก 30 วันของการจัดเก็บไม่มีการรั่วไหลประสิทธิภาพการทำงานที่ดีความจุ 98%; หลังจากการจัดเก็บ 30 วันแบตเตอรี่จะถูกชาร์จและคายประจุต่อไปอีก 3 ครั้ง ความจุถูกกู้คืนเป็น 100%

การทดสอบนี้แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะมีประจุเหลือใช้ (ถึง 0V) และเก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งแบตเตอรี่จะไม่รั่วไหลหรือได้รับความเสียหาย นี่เป็นคุณลักษณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดอื่นไม่มี

ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

1. การปรับปรุงประสิทธิภาพความปลอดภัย

พันธบัตร PO ในคริสตัลลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีความเสถียรและย่อยสลายได้ยากและไม่ยุบหรือความร้อนเช่นลิเธียมโคบอลต์หรือก่อให้เกิดสารออกซิไดซ์ที่แรงแม้อยู่ในอุณหภูมิสูงหรือมีประจุมากเกินไปและปลอดภัยมาก มีรายงานว่าในการปฏิบัติงานจริงพบว่าชิ้นส่วนเล็ก ๆ นั้นมีปรากฏการณ์การเผาไหม้ในการฝังเข็มหรือการทดสอบการลัดวงจร แต่ไม่มีเหตุการณ์ระเบิด ในการทดลองคิดราคาแพงคิดค่าใช้จ่ายแรงดันสูงที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าปลดปล่อยตัวเองหลายเท่าและพบว่ายังคงมีปรากฏการณ์การระเบิด อย่างไรก็ตามความปลอดภัยของการคิดราคาแพงได้เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์อิเล็กโทรไลต์เหลวแบบธรรมดา

2 การปรับปรุงชีวิต

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตหมายถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุอิเล็กโทรดที่เป็นบวก

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีอายุการใช้งานยาวนานมีวงจรชีวิตประมาณ 300 ครั้งและสูงที่สุดคือ 500 เท่า แบตเตอรี่พลังงานลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอายุการใช้งานมากกว่า 2000 ครั้งและสามารถชาร์จมาตรฐาน (อัตรา 5 ชั่วโมง) ได้สูงสุด 2,000 ครั้ง แบตเตอรี่ตะกั่วกรดคุณภาพเดียวกันคือ "ครึ่งปีใหม่ครึ่งปีเก่าการบำรุงรักษาและการบำรุงรักษาครึ่งปี" นานถึง 1 ~ 1.5 ปีในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตถูกนำมาใช้ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน 7 ~ 8 ปี เมื่อพิจารณาอย่างละเอียดอัตราส่วนราคาต่อประสิทธิภาพจะเป็นไปตามหลักวิชาการมากกว่าสี่เท่าของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด การจ่ายกระแสสูงสามารถชาร์จและคายประจุได้อย่างรวดเร็วด้วย 2C กระแสสูง ภายใต้เครื่องชาร์จพิเศษสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ภายใน 1.5 นาทีของการชาร์จ 1.5C และกระแสเริ่มต้นสามารถเข้าถึง 2C ได้ แต่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่มีประสิทธิภาพดังกล่าว

3 ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูง

อุณหภูมิสูงสุดของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสามารถเข้าถึง 350 ° C -500 ° C ในขณะที่ลิเธียมแมงกานีสและลิเธียมโคบอลต์อยู่ที่ประมาณ 200 ° C ช่วงอุณหภูมิในการทำงานที่กว้าง (-20C - 75C) ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง สูงสุดถึง 350 ° C -500 ° C และลิเธียมแมงกานีสและลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์เพียงประมาณ 200 ° C

4 ความจุขนาดใหญ่

แบตเตอรี่มักทำงานภายใต้ภาระเต็มที่และความจุจะลดลงต่ำกว่าความจุที่กำหนด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์หน่วยความจำ มีความทรงจำเช่นนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์และแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม แต่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีปรากฏการณ์นี้ ไม่ว่าแบตเตอรี่จะอยู่ในสถานะใดสามารถใช้กับการชาร์จได้โดยไม่จำเป็นต้องคายประจุและชาร์จใหม่

6 น้ำหนักเบา

ปริมาตรของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีความสามารถจำเพาะเท่ากันคือ 2/3 ของปริมาตรของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและมีน้ำหนักเป็น 1 ใน 3 ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

7 การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตโดยทั่วไปถือว่าไม่มีโลหะหนักใด ๆ และโลหะหายาก (แบตเตอรี่ Ni-MH ต้องการโลหะหายาก), ปลอดสารพิษ (ผ่านการรับรอง SGS), ไม่มีมลพิษตามระเบียบ RoHS ของยุโรปเป็นสีเขียวแน่นอน ใบรับรองแบตเตอรี่ ดังนั้นเหตุผลที่ว่าทำไมแบตเตอรี่ลิเธียมจึงเป็นที่ชื่นชอบของอุตสาหกรรมจึงเป็นข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นแบตเตอรี่จึงรวมอยู่ในแผนพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงระดับชาติ“ 863” ในช่วงระยะเวลา“ แผนห้าปีที่สิบห้า” และได้กลายเป็นโครงการสนับสนุนและสนับสนุนการพัฒนาระดับชาติที่สำคัญ ด้วยภาคยานุวัติของ WTO ของจีนปริมาณการส่งออกรถจักรยานไฟฟ้าในประเทศจีนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและจักรยานไฟฟ้าที่เข้าสู่ยุโรปและสหรัฐอเมริกาจำเป็นต้องมีแบตเตอรี่ที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ

อย่างไรก็ตามผู้เชี่ยวชาญบางคนกล่าวว่ามลพิษทางสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรดส่วนใหญ่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตและกระบวนการรีไซเคิลขององค์กร ในทำนองเดียวกันแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นสิ่งที่ดีในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ แต่ก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยงปัญหามลพิษโลหะหนัก ตะกั่ว, สารหนู, แคดเมียม, ปรอท, โครเมียม, ฯลฯ ในการประมวลผลของวัสดุโลหะอาจถูกปล่อยออกมาเป็นฝุ่นและน้ำ ตัวแบตเตอรี่เป็นสารเคมีดังนั้นอาจมีมลพิษสองชนิด: หนึ่งคือมลพิษของเสียในกระบวนการผลิต อื่น ๆ คือมลพิษแบตเตอรี่หลังจากเศษ

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตยังมีข้อเสียของพวกเขา: ตัวอย่างเช่นประสิทธิภาพต่ำที่อุณหภูมิต่ำความหนาแน่นของขั้วไฟฟ้าบวกที่มีความหนาแน่นตํ่าและแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีความจุมากกว่าลิเทียมโคบอลต์ออกไซด์จึงไม่มีข้อได้เปรียบ แบตเตอรี่ขนาดเล็ก เมื่อใช้ในแบตเตอรี่พลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเช่นแบตเตอรี่อื่น ๆ ต้องเผชิญกับปัญหาความสอดคล้องของแบตเตอรี่