오늘날 많은 수의다양한 유형의 화학 물질이 포함된 배터리. 오늘날 가장 인기 있는 배터리는 리튬 이온 배터리입니다. 인산철 리튬(인산철) 배터리도 이 그룹에 속합니다. 이 범주에 속하는 모든 배터리가 일반적으로 기술적 특성이 서로 유사하다면 리튬 철 인산염 배터리는 리튬 이온 기술을 사용하여 만든 다른 배터리와 구별되는 고유한 기능을 가지고 있습니다.
인산철리튬전지 발견의 역사
LiFePO4 배터리의 발명가는 John입니다.굿이너프 박사는 1996년 텍사스 대학에서 리튬 이온 배터리용 새로운 양극 재료를 개발하기 위해 일했습니다. 교수는 더 저렴하고 독성이 적으며 열 안정성이 높은 재료를 만들었습니다. 새로운 양극을 사용한 배터리의 단점 중 하나는 용량이 더 작다는 것이었습니다.
존 굿이너프의 발명품관심이 있었지만 2003년 A 123 Systems는 이 기술이 매우 유망하다고 생각하여 이 기술을 개발하기로 결정했습니다. Sequoia Capital, Qualcomm, Motorola와 같은 많은 대기업이 이 기술의 투자자가 되었습니다.
LiFePO4 배터리의 특성
인산철 배터리의 전압은 동일합니다.다른 리튬 이온 배터리와 마찬가지로. 공칭 전압은 배터리 크기(크기, 폼 팩터)에 따라 다릅니다. 배터리 18 650의 경우 3.7볼트, 10 440(작은 손가락)의 경우 3.2, 24 330의 경우 3.6입니다.
거의 모든 배터리의 전압은방전 과정이 점차 감소합니다. 독특한 기능 중 하나는 LiFePO4 배터리 작동 중 전압 안정성입니다. 전압 특성은 니켈 기술(니켈-카드뮴, 니켈-금속 수소화물)을 사용하여 만든 배터리와 유사합니다.
완전방전시의 전압은 2.0볼트,이는 모든 리튬 기술 배터리의 기록된 가장 낮은 방전 한계입니다. 이 배터리는 충전 및 방전당 2000회 주기에 해당하는 서비스 수명의 선두 주자입니다. 화학 구조의 안전성으로 인해 LiFePO4 배터리는 배터리에 큰 전류가 인가될 때 특수 가속 델타 V 방법을 사용하여 충전할 수 있습니다.
많은 배터리가 견딜 수 없습니다.이 방법은 과도한 가열 및 열화로 이어집니다. 리튬인산철 배터리의 경우 이 방법이 가능할 뿐만 아니라 권장하기도 합니다. 따라서 이러한 배터리를 충전하기 위한 특수 충전기가 있습니다. 물론 이러한 충전기는 다른 화학 물질이 포함된 배터리에 사용할 수 없습니다. 폼 팩터에 따라 이러한 충전기의 리튬 철 인산염 배터리는 15-30분 안에 완전히 충전될 수 있습니다.
이 분야의 최신 개발LiFePO4 배터리는 사용자 배터리에 향상된 작동 온도 범위를 제공합니다. 리튬 이온 배터리의 표준 범위는 섭씨 -20 ~ +20도이지만 인산철 리튬 배터리는 -30 ~ +55도 범위에서 완벽하게 작동합니다. 설명된 온도보다 높거나 낮은 온도에서 배터리를 충전 또는 방전하면 배터리가 심하게 손상됩니다.
리튬인산철 배터리는다른 리튬 이온 배터리에 비해 노화 효과가 훨씬 적습니다. 노화는 배터리가 사용 중이든 선반 위에 있든 관계없이 시간이 지남에 따라 용량이 자연스럽게 손실되는 것입니다. 이에 비해 모든 리튬 이온 배터리는 매년 용량의 약 10%가 손실됩니다. 인산철 리튬은 1.5%만 손실됩니다.
이러한 배터리의 단점 중 다른 리튬 이온 배터리보다 14% 적은(또는 그 정도) 더 작은 용량을 강조할 가치가 있습니다.
인산철 배터리 안전
이 유형의 배터리는 다음 중 하나로 간주됩니다.현존하는 모든 종류의 배터리 중에서 가장 안전합니다. 리튬 인산염 배터리 LiFePO4는 화학적으로 매우 안정적이며 방전(낮은 저항 작동 시) 및 충전(높은 전류로 배터리 충전 시) 시 높은 부하를 견딜 수 있습니다.
인산염은 화학적으로 안전하기 때문에이러한 배터리는 수명이 다한 후에 폐기하기가 더 쉽습니다. 위험한 화학 물질(예: 리튬-코발트)이 포함된 많은 배터리는 환경에 대한 위험을 최소화하기 위해 추가 재활용 프로세스를 거쳐야 합니다.
리튬 인산철 배터리 충전
투자자의 상업적 관심의 이유 중 하나페로인산염 화학은 그 안정성으로 인해 급속 충전의 가능성이 되었습니다. LiFePO4 배터리의 컨베이어 생산 조직 직후, 빠르게 충전할 수 있는 배터리로 포지셔닝되었습니다.
이를 위해 특별충전 장치. 위에서 이미 언급했듯이 이러한 충전기는 다른 배터리에 사용할 수 없습니다. 배터리가 과열되어 크게 손상될 수 있기 때문입니다.
전용 데이터 충전기배터리는 12-15분 안에 충전할 수 있습니다. 인산철 배터리는 기존 충전기로도 충전할 수 있습니다. 두 가지 충전 모드를 모두 갖춘 결합된 충전기 옵션도 있습니다. 물론 가장 좋은 방법은 다양한 옵션이 있는 스마트 충전기를 사용하여 충전 프로세스를 조절하는 것입니다.
리튬 철 인산염 배터리 장치
내부 구조에 특이 사항 없음리튬-인산철-인산철 LiFePO4 배터리는 화학 기술의 배터리와 비교할 때 배터리가 없습니다. 단 하나의 요소가 변경되었습니다. 즉, 인산철로 만들어진 음극입니다. 양극 물질은 리튬입니다(리튬 이온 기술을 기반으로 하는 모든 배터리에는 리튬 양극이 있습니다).
모든 배터리의 성능은 다음을 기반으로 합니다.화학 반응의 가역성. 또는 전지 내부에서 일어나는 과정을 산화 환원 과정이라고 합니다. 모든 배터리는 음극(마이너스)과 양극(플러스)의 전극으로 구성됩니다. 또한 모든 배터리 내부에는 특수 액체가 함침 된 다공성 물질 인 전해질 인 분리기가 있습니다.
배터리가 방전되면 리튬 이온이 이동합니다.음극에서 양극으로 분리기를 통해 축적된 전하를 방출합니다(산화). 배터리를 충전할 때 리튬 이온은 양극에서 음극으로 반대 방향으로 이동하여 전하를 축적(회수)합니다.
리튬 인산철 배터리의 종류
이 화학을 기반으로 하는 모든 유형의 배터리는 대략 4가지 범주로 나눌 수 있습니다.
- 고급 배터리.
- 평행 육면체 형태의 큰 세포.
- 평행 육면체 형태의 작은 셀(프리즘 - 3.2V LiFePO4 배터리).
- 소형 플랫 배터리(가방).
- 원통형 축전지.
리튬 철 인산염 배터리 및 셀에는 다음이 있을 수 있습니다.12~60볼트의 다른 정격 전압. 그들은 여러 면에서 기존의 납축전지보다 앞서 있습니다. 작동 주기가 훨씬 더 높고 무게가 몇 배 더 낮으며 몇 배 더 빠르게 재충전됩니다.
이 화학 물질의 원통형 축전지는 개별적으로 그리고 회로에서 모두 사용됩니다. 이 원통형 배터리의 크기는 14,500(손가락)에서 32,650으로 매우 다릅니다.
리튬 인산철 배터리
철인산염 배터리는 특별한 주의를 기울여야 합니다.자전거 및 전기 자전거용. 다른 유형의 배터리와 함께 새로운 인산철 음극의 발명으로 이 화학 물질에 대한 특수 배터리가 등장했습니다. 이 배터리는 향상된 특성과 더 가벼운 무게로 인해 일반 자전거에서도 편리하게 사용할 수 있습니다. 이러한 배터리는 자전거 현대화 팬들 사이에서 즉시 인기를 얻었습니다.
인산철 배터리 애플리케이션
이 화학에서 배터리의 역할은코멘트. 다른 목적으로 LiFePO4 3,2 v 배터리와 같은 각형 장치가 사용됩니다. 더 큰 전지는 태양 에너지 및 풍력 터빈의 완충 요소로 사용됩니다. Ferrophosphate 배터리는 전기 자동차 설계에 널리 사용됩니다.
소형 플랫 배터리는 다음 용도로 사용됩니다.전화, 노트북 및 태블릿 PC. 다양한 폼 팩터의 원통형 배터리는 장난감 총기, 전자 담배, 무선 조종 모델 등에 사용됩니다.
