Vandag is daar 'n groot aantal batterye met verskillende tipes chemie. Die gewildste batterye vandag is litium-ioon. Hierdie groep sluit ook litium-yster-fosfaat (ferrofosfaat) batterye in. Alhoewel alle batterye in hierdie kategorie oor die algemeen soortgelyk is in tegniese spesifikasies, het litium-ysterfosfaatbatterye hul eie unieke kenmerke wat hulle onderskei van ander batterye wat met litium-ioon-tegnologie gemaak word.
Die verhaal van die ontdekking van die litium-ysterfosfaatbattery
Die uitvinder van die LiFePO4-battery is John Goodenough, wat in 1996 aan die Universiteit van Texas gewerk het aan 'n nuwe katodemateriaal vir litiumioonbatterye. Die professor het daarin geslaag om 'n materiaal te skep wat goedkoper is, minder toksisiteit en hoë termiese stabiliteit het. Onder die tekortkominge van die battery, wat die nuwe katode gebruik het, was 'n laer kapasiteit.
Niemand het in John Goodenough se uitvinding belanggestel nie, maar in 2003 het A 123 Systems besluit om hierdie tegnologie te ontwikkel, aangesien dit baie belowend was. Baie groot korporasies het beleggers in hierdie tegnologie geword - Sequoia Capital, Qualcomm, Motorola.
Kenmerke van LiFePO4-batterye
Die spanning van die ferrofosfaatbattery is dieselfde as dié van ander litiumioontegnologiebatterye. Die nominale spanning hang af van die afmetings van die battery (grootte, vormfaktor). Vir batterye 18 650 is dit 3,7 volt, vir 10 440 (kleinvingers) - 3,2, vir 24 330 - 3,6.
Vir byna alle batterye daal die spanning geleidelik tydens ontlading. Een van die unieke kenmerke is die spanningstabiliteit wanneer daar met LiFePO4-batterye gewerk word. Batterye wat gemaak is met behulp van nikkeltegnologie (nikkel-kadmium, nikkel-metaalhidried) het spanningseienskappe soortgelyk aan hierdie.
Afhangende van grootte, kan 'n litium-ysterfosfaatbattery tussen 3,0 en 3,2 volt lewer totdat dit heeltemal ontlaai is. Hierdie eienskap gee meer voordele aan hierdie batterye wanneer dit in stroombane gebruik word, aangesien dit feitlik die behoefte aan spanningsregulering uitskakel.
Volledige ontladingspanning is 2,0 volt, die laagste aangetekende ontladingslimiet van enige litiumtegnologiebattery. Hierdie batterye is leiers indienslewe, wat gelykstaande is aan 2000 siklusse vir laai en ontlading. As gevolg van die veiligheid van hul chemiese struktuur, kan LiFePO4-batterye met 'n spesiale versnelde delta V-metode gelaai word wanneer 'n groot stroom op die battery toegepas word.
Baie batterye kan nie hierdie metode van laai weerstaan nie, wat veroorsaak dat hulle oorverhit en verswak. In die geval van litium-yster-fosfaatbatterye is die gebruik van hierdie metode nie net moontlik nie, maar selfs aanbeveel. Daarom is daar spesiale laaiers spesifiek vir die laai van sulke batterye. Natuurlik kan sulke laaiers nie op batterye met ander chemie gebruik word nie. Afhangende van die vormfaktor, kan litium-ysterfosfaatbatterye op hierdie laaiers binne 15-30 minute ten volle gelaai word.
Onlangse ontwikkelings op die gebied van LiFePO4-batterye bied die gebruiker batterye met 'n verbeterde bedryfstemperatuurreeks. As die standaard bedryfsreeks vir litiumioonbatterye -20 tot +20 grade Celsius is, kan litiumysterfosfaatbatterye perfek werk in die reeks van -30 tot +55. Om 'n battery te laai of te ontlaai by temperature bo of onder dié wat beskryf word, sal die battery ernstig beskadig.
Litium-ysterfosfaatbatterye word baie minder deur die verouderingseffek geraak as ander litiumioonbatterye. Veroudering is die natuurlike verlies aan kapasiteit oor tyd, wat onafhanklik is van of 'n battery gebruik word ofis op die rak. Ter vergelyking verloor alle litiumioonbatterye elke jaar ongeveer 10% kapasiteit. Litium-ysterfosfaat verloor slegs 1,5%.
Die nadeel van hierdie batterye is die laer kapasiteit, wat 14% minder (of so) as ander litium-ioon batterye is.
Ferrofosfaatbatteryveiligheid
Hierdie tipe batterye word beskou as een van die veiligste onder alle bestaande tipes batterye. LiFePO4-litiumfosfaatbatterye het baie stabiele chemie, en is in staat om swaar vragte goed te weerstaan in ontlading (in lae weerstand werking) en laai (wanneer die battery met hoë strome gelaai word).
Weens die feit dat fosfate chemies veilig is, is hierdie batterye makliker om weg te gooi nadat hulle hul hulpbron uitgewerk het. Baie batterye met gevaarlike chemie (soos litium-kob alt) moet bykomende herwinningsprosesse ondergaan om hul omgewingsgevaar uit te skakel.
Laai litium-ysterfosfaatbatterye
Een van die redes vir die kommersiële belangstelling van beleggers in ferrofosfaatchemie was die vermoë om vinnig te laai, as gevolg van die stabiliteit daarvan. Onmiddellik na die organisasie van die vervoerbandvrystelling van LiFePO4-batterye, is hulle geposisioneer as batterye wat vinnig gelaai kan word.
Spesiale laaiers is vir hierdie doel vervaardig. Soos reeds hierbo genoem, kan sulke laaiers nie op ander batterye gebruik word nie, aangesien dit hulle oorverhit en groot skade sal veroorsaakhulle.
'n Spesiale laaier vir hierdie batterye kan hulle binne 12-15 minute laai. Ferrofosfaatbatterye kan ook met konvensionele laaiers gelaai word. Daar is ook gekombineerde laaiopsies met albei laaimodusse. Die beste opsie sal natuurlik wees om slimlaaiers met baie opsies te gebruik om die laaiproses te beheer.
Litium-ysterfosfaatbatterytoestel
Die litium-yster-fosfaat LiFePO4-battery het geen spesiale kenmerke in die interne struktuur in vergelyking met sy eweknieë in chemiese tegnologie nie. Slegs een element het 'n verandering ondergaan - 'n katode gemaak van ysterfosfaat. Die anodemateriaal is litium (alle litiumioonbatterye het 'n litiumanode).
Die werking van enige battery is gebaseer op die omkeerbaarheid van 'n chemiese reaksie. Andersins word die prosesse wat binne die battery plaasvind, oksidasie- en reduksieprosesse genoem. Enige battery bestaan uit elektrodes - 'n katode (minus) en 'n anode (plus). Ook binne enige battery is daar 'n skeier - 'n poreuse materiaal wat met 'n spesiale vloeistof geïmpregneer is - 'n elektroliet.
Wanneer die battery ontlaai is, beweeg litiumione deur die skeier van die katode na die anode, wat die opgehoopte lading (oksidasie) gee. Wanneer 'n battery gelaai word, beweeg litiumione in die teenoorgestelde rigting van die anode na die katode, en versamel lading (herwinning).
Tipe litium-ysterfosfaatbatterye
Alle soorte batterye op hierdie chemie kan in vier kategorieë verdeel word:
- VoltooiBattery.
- Groot selle in die vorm van parallelepipedums.
- Klein selle in die vorm van parallelepipedies (prismas - LiFePO4-batterye teen 3,2 V).
- Klein muntselle (pakke).
- Silindriese batterye.
Litium-ysterfosfaatbatterye en -selle kan verskillende nominale spannings van 12 tot 60 volt hê. Hulle presteer op baie maniere beter as tradisionele loodsuurbatterye: die siklustyd is baie hoër, die gewig is 'n paar keer laer, en hulle word 'n paar keer vinniger herlaai.
Silindriese batterye in hierdie chemie word beide afsonderlik en in 'n ketting gebruik. Die afmetings van hierdie silindriese batterye verskil baie: van 14 500 (vingertipe) tot 32 650.
Litium-ysterfosfaatbatterye
Ferrofosfaatbatterye vir fietse en elektriese fietse verdien spesiale aandag. Met die uitvinding van 'n nuwe yster-fosfaat-katode, saam met ander soorte batterye wat op hierdie chemie gebaseer is, het spesiale batterye uitgekom, wat vanweë hul verbeterde eienskappe en ligter gewig gerieflik selfs op gewone fietse gebruik kan word. Sulke batterye het onmiddellik gewild geword onder aanhangers van die opgradering van hul fietse.
Litium-ysterfosfaatbatterye kan etlike ure se sorgvrye fietsry verskaf, wat 'n waardige kompetisie is vir binnebrandenjins, wat ook in die verlede dikwels op fietse geïnstalleer is. Gewoonlik vir datadoeleindes word 48v LiFePO4-batterye gebruik, maar dit is moontlik om batterye vir 25, 36 en 60 volt te koop.
Aanwending van ferrofosfaatbatterye
Die rol van batterye in hierdie chemie is duidelik sonder kommentaar. Prismas word vir verskillende doeleindes gebruik - LiFePO4 3, 2 v batterye. Groter selle word gebruik as elemente van bufferstelsels vir sonenergie en windturbines. Ferrofosfaatbatterye word aktief gebruik in die konstruksie van elektriese voertuie.
Klein pap batterye word vir fone, skootrekenaars en tabletrekenaars gebruik. Silindriese batterye van verskillende vormfaktore word gebruik vir lugsaggewere, elektroniese sigarette, radiobeheerde modelle, ens.
