Vistas:128 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2021-12-17 Origen:Sitio
¿Qué es una batería LiFePo4? ¿Cuál es la estructura de la batería? ¿Como funciona? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas deLiFePo4 Powerwall¿material?
batería A LiFePo4 (también batería LEP y el fosfato de litio-hierro) es una batería de iones de litio. Tiene una tensión de celda de 3,2 /3.3 voltios (V). fosfato de hierro de litio (fórmula símbolo: LiFePO4) sirve como el electrodo positivo, mientras que el grafito o carbono duro, en el que está incrustado de litio, sirve como el electrodo negativo. En comparación con las baterías de almacenamiento de energía muy común con un electrodo de litio-cobalto, la batería fosfato de litio-hierro tiene una densidad de energía más baja. Por otro lado, se tiene fuera de control térmica menor, incluso en el caso de daños mecánicos.
Visión general del contenido
Propiedades características de hierro de litio fosfato Baterías
El fosfato de litio y hierro (LiFePO4 o LFP) de la batería es lamás segurade los tipos de baterías de litio-hierro regulares. La tensión nominal de una célula LFP es3,2 V(Plomo-ácido: 2 V / célula). Por lo tanto, unabatería 25,6 V LiFePo4consiste en8 célulasconectados en serie y una51,2 VLIFEPO4bateríaconsiste en16 célulasconectados en serie.
Una batería de LFP no tiene por qué sercompletamente cargado. De hecho, la vida útil aumenta ligeramente si la batería es solamenteparcialmente cargadaen vez decompletamente cargado. Esto es unventaja significativade baterías LFP comparación con las baterías de plomo-ácido.
Otras ventajas incluyen unaamplia gama de temperaturas de funcionamiento, excelente ciclismo, resistencia interna baja y alta eficiencia. Por lo tanto, la batería LFP es la mejor opción para un uso exigente.
Sin embargo, la densidad de energía de una batería de fosfato de litio-hierro es solamente90 a 110 vatios-hora por kilogramo(Wh / kg). Baterías de litio con cátodo LICOO2, por otro lado, llegan a casidos veces¡La densidad de energía!
El fosfato de hierro de litio material (también:LIFEPO4) ha sido un componente debaterías de iones de litio(Baterías de ion de litio) desde1997. Reemplaza a Lithium Cobalt, que se usa ampliamente en baterías de litio convencionales.
A diferencia de las células de iones de litio con óxido de cobalto de litio (III) (símbolo de fórmula: LICOO2),El oxígeno no se libera durante la reacción química en las baterías de fosfato de hierro litio.. Esto se dice que es la razón de susupuestamente menor tendencia- En comparación con las baterías de iones de litio con litio-cobalto, hasta la fugitiva térmica y, en el peor de los casos, a la autoinición de la célula.
De acuerdo con laInstituto de Tecnología Karlsruhe (KIT), existen \"No hay diferencias significativas entre los diferentes tipos de batería de iones de litioS \"En términos de inflamabilidad. Los componentes esenciales de las baterías LEP son idénticas a los electrolitos de las otras baterías de ion de litio. En consecuencia, el electrolito es un líquido orgánico altamente inflamable, o a temperaturas más altas, un gas altamente inflamable.
En el caso de un incendio en una batería de iones de litio, el electrolito generalmente se quema primero porque es altamente inflamable. Lo mismo se aplica al ánodo, que también está hecho de carbono o grafito en el caso de baterías de fosfato de hierro litio, al igual que en el caso de otras baterías de iones de litio. En caso de incendio, el ánodo representa una carga de incendio adicional.Solo el cátodo de las baterías LEPesmenos inflamableEn comparación con otras baterías de iones de litio, dijo.
Conocimiento experto: La fugitiva térmica se refiere al sobrecalentamiento de una reacción química exotérmica o un aparato técnico que se produce debido a un proceso de refuerzo automático que genera energía térmica. En su mayor parte, la fugitiva térmica conduce a la destrucción del equipo como resultado de la sobrepresión (estallido) y, como consecuencia, al fuego o la explosión.
Y esto es lo que distingue la batería de fosfato de hierro de litio de aquellos con material de cátodo LICOO2 convencional:La batería de fosfato de hierro de litio utiliza toda la proporción de litio contenida en ella..
Las baterías con cátodo LICOO2, por otro lado, trabajan de manera diferente: usan solo el 50 a 60 por ciento del litio. De lo contrario, habría inestabilidades en su estructura de capa.
En el caso de las baterías de dióxido de litio-manganeso con cátodos LI2MN2O4, solo se puede usar el 50 por ciento del litio disponible, ya que el resto está firmemente integrado en el cristal.
En una batería de fosfato de hierro litio, la fracción de masa deEl litio se puede poner alrededor 4.5%por peso. Esto significa que para una batería con un típico.Contenido de energía de 1 kWh., soloalrededor de 11.3 moles (mol)Se necesitan para la batería de fosfato de hierro litio, que corresponde a 80 gramos (g) de litio, mientras que serían 20 moles o 140 g para la batería de litio-cobalto o litio-manganeso.
A diferencia de las baterías de níquel-cadmio, por ejemplo, un llamado llamadoEl efecto de memoria apenas ocurre con las baterías LIFEPO4. Es muy pequeño durante el alta y es insignificante en funcionamiento normal.
El efecto de memoria se refiere a una pérdida de capacidad de la batería que se produce cuando una batería con frecuencia se descarga parcialmente, por ejemplo, una batería de níquel-cadmio con electrodos sinterizados. La batería \"recuerda \" El requisito de energía y con el tiempo suministra solo la energía requerida durante las descargas anteriores en lugar de la energía original.
Eléctricamente, el efecto de memoria se hace sentir con una caída de voltaje temprana. Para el consumidor de la energía almacenada en la batería, el efecto de memoria significa una capacidad utilizable más pequeña, ya que se requieren voltajes mínimos para el consumo de energía. Si el voltaje celular cae por debajo del requisito mínimo, la celda incluso se vuelve inutilizable, aunque aún puede suministrar energía.
Baterías LIFEPO4 PowerwallPor lo tanto, puede seralmacenado temporalmente,descargado y cargadoencualquier momento. Sin embargo, si las baterías de parpadeo de LIFEPO4, casi descargadas, se almacenan durante mucho tiempo,su esperanza de vida se acorta.
Puedes comprar baterías de fosfato de hierro litio tantocélulas redondasy comocélulas planas.
Puedes obtener celdas redondas LIFEPO4.Especialmente en el rango de AMP-hora de doble dígito a bajo doble dígito (AH), incluyendo especímenes hechos a estándares de la industria no oficial para las dimensiones de la célula redonda que se asemejan a las baterías del dispositivo.
La designación de la18650y26650Tipos de baterías, por ejemplo,describe su tamaño aproximado: 18650 corresponde a una celda redonda con un diámetro de aproximadamente 18 milímetros (mm) y una longitud de 65 mm. Las células redondas del tipo 38140 también son comunes (38 mm de diámetro, 140 mm de longitud). A unos 400 gramos por celda, pesan una cantidad considerable y vienen con la llamada conexión de tornillo M6 en los terminales. Se utilizan principalmente en la industria.
Célula plana de lifepo4 (batería plana)
Las celdas planas LIFEPO4 están disponibles para casicada capacidad de batería común. Se venden comoLlamadas células de aluminio o como bloques de células cuboidales..
Las células de aluminio son baterías planas, cubiertas de papel, por lo que su diseño es en realidad solo un producto intermedio que se maneja con el mayor cuidado
● para elMontaje de baterías
● paraInstalación directa en una vivienda.
Los tamaños típicos de las células de aluminio van desdeMilliampere-Hour (MAH) al rango de doble dígito AH.
En una gran forma de paralelepípedo rectangular (rango de potencia: 20 a 1,000 AH) con una carcasa de plástico y conexiones de tornillo, generalmente llamada una sola batería, las baterías de varias filamentos delgadas soncombinado en paralelo en una carcasa común. Estos son más fáciles de manejar que las baterías puras de la película delgada, pero se debe tener en cuenta que apenas hay tamaños estandarizados o tamaños de cuadrícula.
Voltajes específicosde las baterías de fosfato de hierro de litio varían ligeramente dependiendo de
● Tipo de célula
●Fabricante de batería de litio
El voltaje que puede esperar para la aplicación específica se puede encontrar en elHoja de datos correspondiente.
● elvoltaje de carga final regularestá entre 3.6 y 3.65 V. Los circuitos de protección contra sobrecarga en su mayoría responden a 3.8 V.
● elVoltaje de descarga final específica de tipoa menudo es alrededor de 2.0 V, a veces justo arriba (alrededor de 2.5 V).
A la bateríaCargos entre 10 y 90%., el voltaje celular de las baterías de fosfato de hierro litio cambia.
● Durante la carga y la descarga.
● Durante el proceso de descarga haycasi no
En los rangos de los llamadosCorte corto de descarga y cortocircuito de carga, las baterías LIFEPO4 exhiben unReducción de voltaje fuerte(durante la descarga) o unAumento de voltaje fuerte(durante la carga).
Conocimiento experto: Se dice que los voltajes de finalización ligeramente reducidos (3.4 a 3.5 V) y la reducción de las profundidades de descarga tienen un efecto positivo en el recuento de ciclos utilizables y, por lo tanto, la vida útil de las baterías LIFEPO4.
Baterías de fosfato de hierro de litioHasta 30,000 amperios.(AH) se utilizan como baterías de Powerwall. Entre otras cosas, sulongevidad,fiabilidady elnúmero de Cargos y descargasde 10.000plus que pueden soportar sin dificultad y aún así ofrecen el 70 por ciento de su poder original (capacidad de salida), habla para esto. Otro argumento a favor de usarlos para almacenar energía solar renovable y respetuosa con el medio ambiente es que no contienen ni níquel ni cobalto, ambos de los cuales son metales pesados tóxicos.
Debido a su alta confiabilidad, las baterías LIFEPO4 están predestinadas para su uso en la nueva batería estacionaria de Powerwall para la energía solar. Por esta razón, las baterías LIFEPO4 Powerwall ya representaron el 39% de la capacidad en megavatios de todos planeados.Potencia de almacenamiento de iones de litioplantas.
