Данас постоји велики бројбатерије са разним врстама хемије. Најпопуларније батерије данас су литијум-јонске батерије. У ову групу спадају и литијум-гвожђе-фосфатне (ферофосфатне) батерије. Ако су све батерије које припадају овој категорији, генерално, сличне једна другој по техничким карактеристикама, онда литијум-гвожђе-фосфатне батерије имају своје јединствене карактеристике које их разликују од других батерија направљених коришћењем литијум-јонске технологије.
Историја открића литијум гвожђе фосфатне батерије
Проналазач ЛиФеПО4 батерије је ЏонГооденоугх, који је радио на Универзитету у Тексасу 1996. године на развоју новог катодног материјала за литијум-јонске батерије. Професор је успео да створи материјал који је јефтинији, има мање токсичности и високу термичку стабилност. Међу недостацима батерије, која је користила нову катоду, био је мањи капацитет.
Ничији изум Џона Гуденафабио заинтересован, али је 2003. године А 123 Системс одлучио да развије ову технологију, сматрајући је прилично обећавајућом. Многе велике корпорације - Секуоиа Цапитал, Куалцомм, Моторола - постале су инвеститори ове технологије.
Карактеристике ЛиФеПО4 батерија
Напон ферофосфатне батерије је истикао и код других литијум-јонских батерија. Називни напон зависи од величине батерије (величине, фактора облика). За батерије 18 650 је 3,7 волти, за 10 440 (мали прсти) - 3,2, за 24 330 - 3,6.
Скоро све батерије имају напон одпроцес пражњења постепено опада. Једна од јединствених карактеристика је стабилност напона током рада ЛиФеПО4 батерија. Напонске карактеристике су сличне онима код батерија направљених по технологији никла (никл-кадмијум, никл-метал хидрид).
Напон при пуном пражњењу је 2,0 волти,што је најнижа забележена граница пражњења било које батерије литијумске технологије. Ове батерије су лидери у свом радном веку, који износи 2000 циклуса по пуњењу и пражњењу. Због сигурности њихове хемијске структуре, ЛиФеПО4 батерије се могу пунити помоћу посебне убрзане делта В методе када се на батерију примени велика струја.
Многе батерије не могу да издржеовај метод, што доводи до прекомерног загревања и пропадања. У случају литијум-гвожђе-фосфатних батерија, овај метод је не само могућ, већ се чак и препоручује. Због тога постоје посебни пуњачи посебно за пуњење таквих батерија. Наравно, такви пуњачи се не могу користити на батеријама са другим хемикалијама. У зависности од фактора форме, литијум-гвожђе-фосфатне батерије на овим пуњачима могу се потпуно напунити за 15-30 минута.
Најновија достигнућа у овој областиЛиФеПО4 батерије нуде кориснику батерије са побољшаним опсегом радне температуре. Док је стандардни опсег за литијум-јонске батерије -20 до +20 степени Целзијуса, литијум-гвожђе-фосфатне батерије могу савршено да раде у опсегу од -30 до +55. Пуњење или пражњење батерије на температурама изнад или испод описаних ће озбиљно оштетити батерију.
Литијум-гвожђе-фосфатне батерије су осетљиве наефекат старења у много мањој мери у поређењу са другим литијум-јонским батеријама. Старење је природни губитак капацитета током времена, без обзира да ли је батерија у употреби или на полици. Поређења ради, све литијум-јонске батерије губе око 10% свог капацитета сваке године. Литијум гвожђе фосфат губи само 1,5%.
Од минуса ових батерија, вреди истаћи мањи капацитет, који је 14% мањи (или отприлике) од осталих литијум-јонских батерија.
Безбедност ферофосфатних батерија
Ова врста батерија се сматра једном однајсигурнији међу свим постојећим типовима батерија. Литијум фосфатне батерије ЛиФеПО4 имају веома стабилну хемију, и способне су да издрже велика оптерећења при пражњењу (у раду са малим отпором) и пуњењу (при пуњењу батерије великом струјом).
Због чињенице да су фосфати хемијски безбедни,ове батерије је лакше одложити након што дођу до краја свог века трајања. Многе батерије са опасним хемикалијама (на пример, литијум-кобалт) морају да се подвргну додатним процесима рециклирања како би се смањила опасност по животну средину.
Пуњење литијум гвожђе фосфатних батерија
Један од разлога комерцијалног интереса инвеститораферофосфатна хемија је постала могућност брзог пуњења, што је резултат његове стабилности. Одмах након организовања транспортне производње ЛиФеПО4 батерија, позициониране су као батерије које се брзо пуне.
За ову сврху, посебануређај за пуњење. Као што је већ поменуто, такви пуњачи се не могу користити на другим батеријама, јер ће то довести до њиховог прегревања и великог оштећења.
Наменски пуњач за податкебатерије се могу напунити за 12-15 минута. Ферофосфатне батерије се такође могу пунити конвенционалним пуњачима. Постоје и комбиноване опције пуњача са оба начина пуњења. Најбоља опција је, наравно, коришћење паметних пуњача са много опција за регулисање процеса пуњења.
Уређај за литијум-гвоздено-фосфатну батерију
Нема посебности у унутрашњој структуриЛитијум-гвожђе-фосфатна ЛиФеПО4 батерија нема батерију у поређењу са својим колегама у хемијској технологији. Само један елемент је претрпео промену - катода, направљена од гвожђе фосфата. Материјал аноде је литијум (све батерије засноване на литијум-јонској технологији имају литијумску аноду).
Перформансе било које батерије се заснивају нареверзибилност хемијске реакције. Иначе, процеси који се одвијају унутар батерије називају се процеси оксидације и редукције. Свака батерија се састоји од електрода - катоде (минус) и аноде (плус). Такође, унутар било које батерије налази се сепаратор - порозни материјал импрегниран посебном течношћу - електролитом.
Када се батерија испразни, литијум јони се крећукроз сепаратор од катоде до аноде, одајући акумулирани набој (оксидација). Приликом пуњења батерије, литијум јони се крећу у супротном смеру од аноде до катоде, акумулирајући пуњење (опоравак).
Врсте литијум гвожђе фосфатних батерија
Све врсте батерија засноване на овој хемији могу се грубо поделити у четири категорије:
- Батерије високог квалитета.
- Велике ћелије у облику паралелепипеда.
- Мале ћелије у облику паралелепипеда (призме - 3,2 В ЛиФеПО4 батерије).
- Мале празне батерије (кесе).
- Цилиндрични акумулатори.
Литијум-гвожђе-фосфатне батерије и ћелије могу иматиразличит називни напон од 12 до 60 волти. Они су у многоме испред традиционалних оловно-киселинских батерија: радни циклус је много већи, тежина је неколико пута мања, а пуне се неколико пута брже.
Цилиндрични акумулатори на овој хемији се користе и одвојено и у колу. Димензије ових цилиндричних батерија су веома различите: од 14.500 (прст) до 32.650.
Литијум гвожђе фосфатне батерије
Посебну пажњу заслужују ферофосфатне батеријеза бицикле и електричне бицикле. Проналаском нове гвожђе-фосфатне катоде, уз друге типове батерија, на овој хемији су изашле посебне батерије, које се због својих побољшаних карактеристика и мање тежине могу згодно користити чак и на обичним бициклима. Такве батерије су одмах стекле популарност међу љубитељима модернизације својих бицикала.
Примене ферофосфатних батерија
Улога батерије у овој хемији је јасна и безкоментари. За различите намене користе се призматични уређаји - ЛиФеПО4 3,2 в батерије. Веће ћелије се користе као тампон елементи за соларну енергију и ветротурбине. Ферофосфатне батерије се широко користе у дизајну електричних возила.
Мале равне батерије се користе зателефоне, лаптопове и таблет рачунаре. Цилиндричне батерије различитих облика користе се за аирсофт оружје, електронске цигарете, радио-контролисане моделе итд.
