Литий-железо-фосфатные батареи (также известные как LiFePO4 или LFP) – это подтип литий-ионных (Li-ion) батарей. LiFePO4 обладает значительными преимуществами по сравнению с другими химическими составами батарей: повышенная безопасность, более длительный срок службы и более широкий диапазон оптимальных температур.
Эти характеристики привели к широкому использованию батарей LiFePO4 в солнечных генераторах, системах резервного питания и электромобилях. Рост популярности привел к резкому снижению цен на продукты, использующие LFP.
Узнайте о многочисленных преимуществах LiFePO4 и о том, почему они опережают другие батареи в различных областях применения.
1. Более длительный срок службы
Срок службы LFP больше, чем у любой другой батареи. Свинцово-кислотная батарея глубокого цикла может пройти 100-200 циклов, прежде чем ее производительность снизится до 70-80% емкости. В среднем свинцово-кислотные батареи имеют количество циклов около 500, в то время как литий-ионные батареи могут прослужить около 1 000 циклов.
Для сравнения, срок службы LFP аккумулятора в портативной электростанции DELTA 2 от EcoFlow составляет 3 000+ циклов, прежде чем производительность снизится до 80% от первоначальной емкости. После этого периода они все еще будут хорошо работать, но с несколько меньшей емкостью.
2. Повышенная безопасность
LiFePO4 – более безопасная технология по сравнению с литий-ионными и другими типами батарей. В частности, у них нет проблем с токсичными испарениями и выделением газов, как у литий-ионных и свинцово-кислотных элементов питания. LFP усовершенствовали технологию, чтобы избежать этих опасных проблем, используя невоспламеняющийся электролит как часть химического состава батареи.
Литий-ионные батареи могут испытывать тепловой разряд, перегрев и возгорание. Свинцово-кислотные батареи могут выделять токсичные пары, например, сероводород. Эти проблемы опасны для здоровья, имущества и окружающей среды.
Аккумуляторы LiFePO4 не выделяют газов, как свинцово-кислотные аккумуляторы. Вы можете безопасно хранить и эксплуатировать LFP в сараях, гаражах или внутри дома.
LiFePO4 батареи также не используют токсичные химикаты или тяжелые металлы в своем химическом составе, что обеспечивает более безопасное оиспользование и утилизацию. ИЗ свинцово-кислотныч батарей при отсутствии надлежащего ухода могут вытекать вредные жидкости.
Характеристики безопасности батарей LiFePO4 означают, что вы можете безопасно устанавливать такие продукты внутри небольшого частного дома или дома на колёсах. В прошлом солнечные и резервные батареи хранились на открытом воздухе в хорошо проветриваемых помещениях, чтобы не навредить пользователям. Этого не требуется с решениями для автономного энергоснабжения, которые работают на LFP.
LiFePO4 батареи можно заряжать гораздо быстрее по сравнению с другими типами батарей, обычно в течение 1-2 часов при использовании сети переменного тока и 3-6 часов при использовании солнечных батарей. Фактическое время зарядки зависит от ряда факторов, включая емкость батареи, силу тока и метод зарядки.
Многие портативные электростанции используют батареи LiFePO4. Они имеют несколько способов зарядки, в том числе:
- Солнечные панели
- Настенные розетки переменного тока
- Автомобильные зарядные устройства постоянного тока
- Станции для электромобилей
Аккумуляторы LiFePO4 быстрее всего заряжаются в оптимальных условиях. Хотя LFP все еще заряжаются вне оптимального диапазона рабочих температур, вы рискуете повредить батарею и сократить срок ее службы, что подводит нас к следующему пункту.
4. Более широкий диапазон рабочих температур
Аккумуляторы LiFePO4 имеют диапазон рабочих температур от -20°C до 60°C. Такой температурный диапазон позволяет им хорошо работать даже в условиях экстремального холода или жары.
Тем не менее, поддержание батареи LFP в оптимальном диапазоне рабочих температур обеспечит более высокую эффективность и долговечность. Например, для портативной электростанции рекомендуется температура хранения и разрядки от -10°C до 45°C. Оптимальный диапазон рабочих температур – 20°C-30°C.
Эксплуатация батареи вне рекомендованного температурного диапазона может негативно сказаться на ее производительности и сроке службы. Высокие температуры могут ускорить старение батареи, снизить емкость и увеличить риск теплового разряда. Низкие температуры, также, могут снизить эффективность и емкость батареи.
5. Высокая плотность энергии
LFP имеют более высокую плотность энергии по сравнению с некоторыми другими типами батарей. Плотность энергии – это количество энергии, которое батарея может запасти на единицу объема или веса. Аккумуляторы LiFePO4 имеют плотность энергии около 130-140 Вт-ч/кг – в 4 раза выше, чем типичная плотность свинцово-кислотных аккумуляторов 30-40 Вт-ч/кг.
Высокая плотность энергии означает, что портативные электростанции, использующие LiFePO4, легче и портативнее. Некоторые литий-ионные батареи имеют несколько большую плотность энергии, чем LiFePO4, но также имеют проблемы с безопасностью и меньший срок службы.
6. Экологичность
Как упоминалось ранее, срок службы батарей LiFePO4 намного больше, чем у аналогичных литий-ионных и свинцово-кислотных батарей. Это означает, что они требуют замены гораздо реже, что приводит к уменьшению количества батарей на свалках.
Даже когда они в конечном итоге изнашиваются, инвестиции в переработку литиевых батарей уменьшают их негативное воздействие на окружающую среду. Переработка позволяет повторно использовать внутренние компоненты. Кроме того, литиевые батареи не содержат тяжелых металлов и токсичных материалов (таких как свинец и кадмий), используемых в других типах батарей.
Отсутствие кобальта в LiFeP04 означает, что они могут быть получены из гораздо более экологичных источников, чем традиционные литий-ионные батареи, для производства которых необходимо использовать никель и кобальт. Более 70% мирового объема кобальта поступает из шахт в Демократическом Конго.
Условия труда в шахтах ДРК настолько бесчеловечны, часто используется детский труд, что кобальт иногда называют “кровавым алмазом батарей”.
Высокая эффективность батарей LiFePO4 также способствует их экологичности. Они требуют меньше энергии для зарядки и разрядки, что снижает их воздействие на окружающую среду.
Благодаря решениям для питания, совместимым с солнечными батареями, можно сделать LFP еще более экологичными, используя чистую, возобновляемую солнечную энергию для подзарядки батареи.
7. Минимальное обслуживание
Батареи LiFePO4 не требуют особого ухода по сравнению с другими типами батарей. Свинцово-кислотные батареи требуют проверки уровня электролита и долива дистиллированной воды. Они также требовательны к уровню зарядки и условиям хранения.
LFP-аккумуляторы не требуют контроля уровня электролита и воды. Вы, конечно, должны следить за такими показателями, как уровень заряда и разряда, напряжение и другие, но вам не придется тратить слишком много времени на уход за батареей.
Решения EcoFlow на основе LiFePO4 позволяют отслеживать и контролировать использование батареи из любого места с помощью приложения EcoFlow.
8. Низкий уровень саморазряда
Аккумуляторы LFP имеют более низкую скорость саморазряда, чем литий-ионные и другие химические батареи. Саморазряд – это энергия, которую теряет аккумулятор, когда он не используется.
В целом, батареи LiFePO4 разряжаются примерно на 2-3% в месяц. Литий-кобальт-оксидные (LiCoO2) и никель-кадмиевые (NiCad) батареи могут терять до 20% заряда каждый месяц при хранении.
Низкая скорость саморазряда делает LiFePO4 лучшим выбором для домашних систем резервного питания. Аккумуляторы могут не использоваться месяцами, но при этом быть готовыми к использованию в случае отключения электричества.
Однако важно помнить, что все типы батарей со временем разряжаются, даже если они не используются. Правильное хранение и обслуживание батарей LiFePO4 обеспечит оптимальную производительность и срок службы.
Часто задаваемые вопросы
Безопасны ли литий-железо-фосфатные батареи для окружающей среды?
Да, литий-железо-фосфатные батареи считаются более безопасными для окружающей среды по сравнению с другими аккумуляторными технологиями. Батареи LiFePO4 имеют длительный срок службы, могут быть переработаны и не содержат токсичных материалов, таких как свинец или кадмий.
Заключение
С таким количеством преимуществ понятно, почему батареи LiFePO4 стали нормой во многих отраслях промышленности. Они становятся стандартом для электромобилей, решений резервного питания и автономных солнечных систем.
