Schnelles Verständnis von Eigenschaften und Parameter von sechs allgemeinen Lithium-Batterien (5/6)

Lithiumeisenphosphat (LiFePO 4)

Im Jahre 1996 entdeckte die Universität von Texas, dass Phosphat als Kathodenmaterial für wieder aufladbare Lithium-Batterien benutzt werden könnte. Lithiumphosphat hat gute elektrochemische Eigenschaften und niedrigen Widerstand. Dieses wird durch Nanometerphosphatkathodenmaterialien erzielt. Die Hauptvorteile sind hoher Nennstrom und langes Zyklusleben, gute Wärmebeständigkeit, erhöhte Sicherheit und Toleranz zum Missbrauch.

Wenn es für eine lange Zeit an der Hochspannung gehalten wird, ist Lithiumphosphat zu allen Aufladungsbedingungen toleranter und hat weniger Druck als andere Lithiumionensysteme. Der Nachteil ist, dass die niedrigere Nennspannung der Batterie 3.2V die spezifische Energie niedriger als die der Kobalt-lackierten Lithium-Ionen-Batterie macht. Für die meisten Batterien verringert niedrige Temperatur Leistung, und höhere Lagertemperatur verkürzt Nutzungsdauer, einschließlich Lithiumphosphat. Lithiumphosphat hat höhere Selbstentladung als andere Lithium-Ionen-Batterien, die möglicherweise zu Altern und Balancenprobleme führen. Obgleich es kompensiert werden kann, indem man hochwertige Batterien oder fortgeschrittene Batteriemanagementsysteme verwendet, erhöhen beide Methoden die Kosten von Batteriesätzen. Batteriedauer ist für Verunreinigungen im Herstellungsverfahren sehr empfindlich und kann Wasserdoping nicht widerstehen. Wegen des Bestehens von Wasserverunreinigungen, haben einige Batterien eine Mindestlaufzeit von nur 50 Zyklen. Abbildung 9 fasst die Eigenschaften des Lithiumphosphats zusammen.

Lithiumphosphat ist allgemein verwendet, Bleisäurestarterbatterien zu ersetzen. Vier Reihenbatterien produzieren 12.80V, das sechs Bleibatterien 2V ähnlich ist. Das Fahrzeug lädt die Bleisäure zu 14.40V (2.40V/battery) auf und behält den schwebende Schuld-Zustand bei. Schwebende Schuld ist entworfen, um volles Vorwurfsniveau beizubehalten und Sulfation von Bleibatterien zu verhindern.

Indem sie vier Lithiumphosphatkörperverletzungen in den Reihen anschließt, ist die Spannung jeder Körperverletzung 3.60V, das die korrekte volle Vorwurfsspannung ist. An diesem Punkt sollte der Vorwurf getrennt sein, aber fährt fort beim Fahren aufzuladen. Lithiumphosphat lässt etwas Überlastung zu; jedoch erhöht möglicherweise die mechanische Belastung von Lithiumphosphatkörperverletzungen sich, weil die meisten Fahrzeuge eine Spannung von 14.40V für eine lange Zeit während der langen Reisen beibehalten. Kommt Zeit, kommt Rat wir, wie lang Lithiumphosphat der Überlastung als Ersatz für Bleibatterien widerstehen kann. Niedrige Temperatur verringert auch die Leistung von Lithiumionen, die möglicherweise die Startfähigkeit in Extremfällen beeinflussen.

Abbildung 9: Spinnendiagramm von typischen Lithiumphosphatbatterien.

Lithiumphosphat hat gute Sicherheit und langes Leben, spezifische Energie des Gemäßigten und erhöhte Selbstentladungsfähigkeit.

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Zusammenfassende Tabelle

Lithiumeisenphosphat: LiFePO4 Kathode, Graphitanode

Abkürzung: LFP oder Lithiumphosphat, im Jahre 1996 begonnen

Spannung 3,20, Nennwert 3.30V; Typischer Betriebsbereich 2.5-3.65V

Spezifische Energie (Kapazität) 90-120 Wh/kg

Aufladungs(c-Rate) 1C typisch, ladend zu 3.65V auf; typische 3-stündige Aufladezeit

Entladung (c-Rate) 1C, 25C ist auf einigen Kernen durchführbar; Impuls 40A (2s); Abkürzung 2.50V (Schaden verursacht durch kleiner als 2V)

Zyklus-Leben 1000-2000 (abhängig von der Entladungs-Tiefe und der Temperatur)

Thermische Batterie des Durchgehens 270 C (518 F) ist sehr sicher, selbst wenn sie vom Strom voll ist.

Anwendungsszenario für die tragbaren und örtlich festgelegten Anwendungen, die hohen Lastsstrom und -haltbarkeit erfordern

Anmerkung: Sehr flache Spannungsabflusskurve aber niedrige Kapazität. Am sichersten

Eins der Lithiumionen. Für spezielle Märkte. Hohe Selbstentladung.

Tabelle 10: Eigenschaften des Lithiumeisenphosphats