LiFePO4 батарея проти літій-іонної батареї-uk.consnant.com

LiFePO4 батарея проти літій-іонної батареї

Dec 05, 2024

Акумулятор LiFePO4 Vs Літій-іонний Акумулятор : Порівняльний аналіз

вступ:

Оскільки попит на ефективні та надійні рішення для накопичення енергії продовжує зростати, з’явилися два помітних суперника: LiFePO4 (літій-залізо-фосфатні) акумулятори та літій-іонні акумулятори. У цій статті ми розглянемо ключові відмінності між цими двома технологіями акумуляторів і дослідимо їхні відповідні переваги в різних застосуваннях.

Що таке акумулятор LiFePO4?

Акумулятор LiFePO4 також означає батарею LFP, яка є високостабільною, але трохи менш енергоємною. Залізо та фосфати, які використовуються для виготовлення катода, є більшими та дешевшими, ніж деякі матеріали, що використовуються в батареях NMC – головним чином кобальт. Крім того, матеріали LiFePO4 акумуляторів набагато менш токсичні, ніж матеріали NMC, тому їх легше переробляти після закінчення терміну служби.

В даний час все більше і більше компаній виробляють акумулятори LiFePO4 на відміну від NMC для домашнього зберігання енергії. Здебільшого тому, що акумулятори LiFePO4 безпечніші та стабільніші. У ELB є дві моделі, популярні в домашніх системах зберігання енергії:

Головна Серія ESS SmartCube: 5-25 кВтhttps://www.consnant.com/home-energy-storage-system-10-25kw

Зведена таблиця LiFePO4

Напруги	3,20, 3,30 В номінальна; типовий робочий діапазон 2,5–3,65 В/елемент
Питома енергія (ємність)	90–120 Вт-год/кг
Заряд (C-ставка)	1C типовий, заряджається до 3,65 В; Типовий час зарядки 3 години
Розряд (C-швидкість)	1С, 25С на деяких клітинках; 40А імпульс (2с); Відсікання 2,50 В (менше 2 В викликає пошкодження)
Цикл життя	2000 і вище (залежно від глибини розряду, температури)
Теплова втеча	270°C (518°F) Дуже безпечний акумулятор, навіть якщо він повністю заряджений
Вартість	~XXX доларів США за кВт/год
Додатки	ESS, електромобілі тощо

Акумулятор LiFePO4:

Батареї LiFePO4 мають ряд переваг, які роблять їх дуже затребуваними в галузі зберігання енергії. Деякі ключові функції включають:

- Безпека: батареї LiFePO4 за своєю суттю стабільні та виявляють чудову термічну стабільність, що робить їх стійкими до перегріву, вибуху чи пожежі. Цей аспект безпеки зробив LiFePO4 батареї кращим вибором у додатках, де безпека має першорядне значення.

- Довговічність: батареї LiFePO4 мають вражаючий термін служби, із типовим терміном служби понад 2000 циклів. Цей подовжений термін служби забезпечує довший термін служби, що призводить до зниження витрат на заміну та обслуговування.

Висока швидкість розряду: батареї LiFePO4 можуть забезпечувати високі струми розряду, що робить їх ідеальними для застосувань, які вимагають стрибка потужності або високого споживання струму. Вони зазвичай використовуються в таких додатках, як електромобілі (EV) і системи відновлюваної енергії.

Що таке літій-іонний акумулятор?

Найбільш цитований Літій-іонний акумулятор це потрійна батарея, ми її також називаємо Акумулятор NMC також означає потрійну батарею NiCoMn. Це батарея з дуже високою питомою енергією або потужністю. Це обмеження «енергії» або «потужності» робить їх більш поширеними в електроінструментах або електричних автомобілях.

Літій-іонні батареї NMC зазвичай мають нижчу початкову вартість, але їх може знадобитися замінити протягом усього терміну експлуатації судна залежно від робочого профілю.

Зведена таблиця літій-іонних акумуляторів NMC

Напруги	3,60 В, 3,70 В номінальна; типовий робочий діапазон 3,0–4,2 В/елемент або вище
Питома енергія (ємність)	150–220 Вт-год/кг
Заряд (C-ставка)	0,7–1C, заряджає до 4,20 В, деякі підходять до 4,30 В; Типовий заряд 3 години. Струм заряду вище 1C скорочує термін служби батареї.
Розряд (C-швидкість)	1С; 2C можливий на деяких клітинах; Відключення 2,50 В
Цикл життя	1000–2000 (залежно від глибини розряду, температури)
Теплова втеча	210°C (410°F) типова. Високий заряд сприяє тепловому розбігу
Вартість	~XXX доларів США за кВт/год
Додатки	Електрові велосипеди, медичне обладнання, електромобілі, промислові

Літій-іонні акумулятори:

Літій-іонні акумулятори добре відомі своєю щільністю енергії та універсальністю. Ось деякі помітні переваги літій-іонних батарей:

- Щільність енергії: літій-іонні батареї пропонують вищу щільність енергії порівняно з батареями LiFePO4, що дозволяє накопичувати більше енергії в меншому та легшому корпусі. Ця перевага робить літій-іонні акумулятори придатними для портативних пристроїв, таких як смартфони та ноутбуки.

- Діапазон напруги: Літій-іонні батареї мають ширший діапазон напруги, що дозволяє їм забезпечувати стабільнішу вихідну напругу протягом більшої частини циклу розряду. Ця стабільність напруги має вирішальне значення в програмах, де потрібне постійне джерело живлення, наприклад, в електричних мережах і системах безперебійного живлення (UPS).

Продуктивність: Літій-іонні батареї демонструють чудову ефективність і мають нижчий рівень саморозряду, ніж батареї LiFePO4. Вони також забезпечують більш високу ефективність зарядки, дозволяючи швидше заряджати.

Який найкращий? Акумулятор LiFePO4 проти літій-іонного?

Продуктивність

Загалом, загальна продуктивність літій-іонних елементів і елементів LiFePO4 майже однакова. Ви можете знайти ці два типи в різних розмірах, від усього 0,5 кВт-год до понад 100 кВт-год. Більшості домовласників потрібно лише близько 10 кВт/год накопичувача, і ви точно можете знайти його в обох типах.

З огляду на це, між ними є деякі тонкі відмінності. Порівняно з літієво-іонною батареєю, батарея LiFePO4 є трохи більш ефективною та краще працює при нижчому рівні заряду, але NMC краще переносять нижчі температури. Однак, якщо ваш акумулятор встановлено всередині або якщо ви перебуваєте в місці, де немає значних екстремальних температур, вам, ймовірно, не потрібно про це хвилюватися.

Літій-іонні батареї також мають вищу щільність енергії, що означає, що вони будуть фізично меншими, ніж LiFePO4 батареї тієї ж ємності. Зазвичай це не хвилює власників будинків, але якщо у вас обмежений простір, ви можете розглянути літій-іонні батареї.

Тривалість життя

Загалом термін служби акумулятора LiFePO4 перевищує 6000 разів, тоді як термін служби потрійного літій-іонного акумулятора зазвичай становить 800-1000 разів.

Безпека

Однією з найбільших переваг вибору акумулятора LiFePO4 є його безпека та термін служби. Комбінація фосфату літію і заліза більш стабільна, ніж нікель-марганець-кобальт при більш високих температурах.

Крім того, батареї LiFePO4 краще справляються з більшим енергоспоживанням. Таким чином, елементи LiFePO4 менш схильні до термічної втечі. Коротше кажучи, батареї LiFePO4 менш схильні до займання, ніж літій-іонні батареї.

Це не означає, що якщо ви встановите літій-іонний акумулятор, він самозаймається. Однак, якщо літій-іонна батарея перевантажена або з нею неправильно поводитись, існує більша ймовірність проблем. Ось чому важливо використовувати ліцензований, надійний установник акумуляторів, щоб мінімізувати ймовірність проблем.

Попередня вартість

літій-іонні батареї, як правило, трохи дорожчі, ніж батареї LiFePO4.

Крім того, батарея LiFePO4 трохи більша, і корпус, у якому розміщена батарея LiFePO4, також може потребувати більше матеріалу.

Значення

Ми просто говоримо, що літій-іонні батареї мають нижчу початкову вартість. Проте акумулятори LiFePO4 можуть дати вам чудове співвідношення ціни та якості.

Згідно з ціною кожного циклу життя, ціна за цикл батареї LFP становить лише 1/3 ціни за цикл літій-іонної батареї в основному.

Крива заряд-розряд

Давайте порівняємо криві заряду та розряду акумулятора LiFepo4 та літій-іонних акумуляторів:

Ступінь заряду (SOC) літій-іонного акумулятора суттєво залежить від рівня напруги.

З іншого боку, рівень SOC літій-залізо-фосфатних акумуляторів через пласку криву заряду-розряду непросто визначити за рівнем напруги.

Таким чином, точна діагностика SOC для літій-іонних батарей можлива, тоді як точність SOC для LiFePO4 батарей є дуже складною.

Як вибрати правильний для вас?

Комерційно початкові капітальні витрати на елементи LiFePO4 зазвичай дешевші, ніж на літієві елементи NMC. Батареї LiFePO4 приблизно на 20-30% дешевші за кВт-год, але витрати на системну інтеграцію, як правило, лише приблизно на 5-15% дешевші на початку загального життєвого циклу системи.

З точки зору експлуатації, нам подобаються батареї LiFePO4, які працюють у більш комфортних умовах – ширший температурний діапазон, ніж у NMC, і для транспортування не потрібні охолоджувані контейнери. Крім того, акумулятори LiFePO4 зазвичай підтримують роботу до 1C, тоді як літій-іонні акумулятори повинні використовувати батареї живлення, різні батареї 2H або 4H використовують батареї, підтримують програми зі швидкістю 1C (1 година), і вартість висока.

Ми вважаємо важливим, щоб поінформованість клієнтів та інвесторів про літій-іонні батареї та компанії залишалася високою. Але провідні літій-залізо-фосфатні батареї та компанії наздоганяють. Після схвалення продукту клієнти часто можуть легко прийняти нову платформу тієї ж компанії.