Бүгінгі таңда жоғары сыйымдылықты батареяларға деген сұраныс әртүрлі салаларда өте жоғары. Бұл батареяларға күн энергиясы, электр көліктері және демалыс батареялары сияқты көптеген қолданыстар қолданылады. Қорғасын-қышқылды батареялар бірнеше жыл бұрын нарықтағы жалғыз жоғары сыйымдылықты таңдау болды. Дегенмен, литий негізіндегі батареяларға деген сұраныс қазіргі нарықта олардың қолданылуына байланысты айтарлықтай өзгерді.

Литий-ионды аккумулятор және литий темір фосфаты (LiFePO4) батареясы осы тұрғыдан басқа батареялардан ерекшеленеді. Адамдар екі батареяның айырмашылығы туралы жиі сұрайды, себебі олар литий негізінде жасалған.

Нәтижесінде, біз осы мақалада осы батареяларды тереңірек қарастырамыз және олардың қалай ерекшеленетінін талқылаймыз. Әртүрлі факторларға байланысты олардың өнімділігі туралы білу арқылы сіз қай батарея сізге ең жақсы жұмыс істейтіні туралы көбірек түсінік аласыз. Көп созбай, бастайық:

Неліктен LiFePO4 батареялары жақсырақ:

Әртүрлі салалардағы өндірушілер қауіпсіздік маңызды болған жерлерде литий темір фосфатын пайдаланады. Литий темір фосфатының қасиеті - тамаша химиялық және термиялық беріктік. Ыстық ортада бұл батарея салқындатуды сақтайды.

Сондай-ақ, ол тез зарядтау және разрядтау кезінде дұрыс өңделмеген кезде немесе қысқа тұйықталу мәселелері туындаған кезде жанбайды. Фосфат катодының шамадан тыс зарядтау немесе қызып кету кезінде жануға немесе жарылуға төзімділігіне және батареяның тыныш температураны ұстап тұру қабілетіне байланысты литий темір фосфат батареялары әдетте термиялық ағып кетуді бастан кешірмейді.

Дегенмен, литий-ионды батареялардың химиялық құрамының қауіпсіздік артықшылықтары литий темір фосфатына қарағанда онша үлкен емес. Батареяның жоғары энергия тығыздығына байланысты сенімдірек болуы мүмкін, бұл кемшілік болып табылады. Литий-ионды батарея термиялық үзілістерге бейім болғандықтан, зарядтау кезінде тезірек қызады. Батареяны пайдаланудан немесе ақаулықтан кейін алып тастау литий темір фосфатының қауіпсіздік тұрғысынан тағы бір артықшылығы болып табылады.

Литий-ионды батареяларда қолданылатын литий-кобальт диоксидінің химиялық құрамы қауіпті болып саналады, себебі ол адамдардың көзінде және терісінде аллергиялық реакцияларға әкелуі мүмкін. Жұтылған кезде ол денсаулыққа байланысты күрделі асқынуларға да әкелуі мүмкін. Нәтижесінде, литий-ионды батареяларды жоюға қатысты арнайы шаралар қажет. Дегенмен, өндірушілер литий темір фосфатын оңайырақ жоя алады, себебі ол улы емес.

Литий-ионды батареялардың разряд тереңдігі 80%-дан 95%-ға дейін. Бұл батареяда әрқашан кемінде 5%-дан 20%-ға дейін заряд қалдыру керек дегенді білдіреді (нақты пайыз нақты батареяға байланысты өзгереді). Литий темір фосфатты батареялардың (LiFeP04) разряд тереңдігі таңқаларлықтай жоғары, ол 100%-ды құрайды. Бұл батареяны зақымдау қаупінсіз толық разрядтауға болатынын көрсетеді. Литий темір фосфатты батарея таусылу тереңдігі бойынша ең танымал болып табылады.

Литий-ионды батареяның ең үлкен кемшілігі неде?

Резервтік қуат көздері ретінде немесе жаңартылатын энергия көздерінен өндірілетін қуат ауытқуларын азайту үшін пайдаланылатын энергия сақтау жүйелерінің құны мен сенімділігіне батареялардың жұмыс істеу мерзімі айтарлықтай әсер етеді. Дегенмен, литий-ионды батареялардың ескіру әсері мен қорғанысы сияқты елеулі кемшіліктері бар.

Литий-ионды батареялар мен элементтердің беріктігі литий-темірфосфатты батареяларға қарағанда төмен. Оларды шамадан тыс зарядтаудан және шамадан тыс босатудан сақ болу керек. Сонымен қатар, олар ток күшін қолайлы шектерде ұстауы керек. Нәтижесінде, литий-ионды батареялардың бір кемшілігі - олардың қауіпсіз жұмыс диапазонында болуын қамтамасыз ету үшін қорғаныс тізбегін қосу қажет.

Бақытымызға орай, сандық интегралды схема технологиясы мұны батареяға немесе батареяны ауыстыру мүмкін болмаса, жабдыққа қосуды айтарлықтай жеңілдетеді. Литий-ионды батареяларды батареяны басқару схемасын енгізудің арқасында арнайы білімсіз пайдалануға болады. Батарея толық зарядталған кезде, оны зарядтауға болады, ал зарядтағыш батареяға қуат беруді тоқтатады.

Литий-ионды батареяларда олардың жұмысының әртүрлі аспектілерін бақылайтын кіріктірілген батареяны басқару жүйелері бар. Қорғаныс тізбегі зарядтау кезінде әрбір ұяшықтың ең жоғары кернеуін шектейді, себебі тым көп кернеу ұяшықтарға зиян келтіруі мүмкін. Батареялар әдетте тек бір ғана қосылымға ие болғандықтан, олар әдетте тізбектей зарядталады, бұл бір ұяшықтың қажеттіден жоғары кернеу алу қаупін арттырады, себебі әртүрлі ұяшықтар әртүрлі заряд деңгейлерін қажет етуі мүмкін.

Батареяны басқару жүйесі жоғары температурадан аулақ болу үшін ұяшық температурасын да бақылайды. Көптеген батареяларда зарядтау және разрядтау тогының максималды шегі 1°C және 2°C аралығында болады. Дегенмен, жылдам зарядтау кезінде кейбіреулері кейде аздап қызып кетеді.

Литий-ионды батареялардың уақыт өте келе тозуы оларды тұтынушылық құрылғыларда пайдаланудың негізгі кемшіліктерінің бірі болып табылады. Бұл уақытқа немесе күнтізбеге байланысты, бірақ сонымен қатар батареяның қанша зарядтау-разрядтау циклінен өткеніне де байланысты. Көбінесе батареялар сыйымдылығы төмендей бастағанға дейін тек 500-ден 1000-ға дейін зарядтау-разрядтау цикліне төтеп бере алады. Бұл сан литий-ионды технология дамыған сайын артып келеді, бірақ егер батареялар жабдыққа кіріктірілген болса, оларды біраз уақыттан кейін ауыстыру қажет болуы мүмкін.

LiFePO4 және литий-ионды батареяларды қалай таңдауға болады?

Литий темір фосфаты (LiFePO4) батареяларының литий-ионды батареялармен салыстырғанда көптеген артықшылықтары бар. Разрядтау және зарядтау тиімділігінің жоғарылауы, ұзақ қызмет ету мерзімі, техникалық қызмет көрсетудің қажеті жоқ, өте қауіпсіздік және жеңіл салмақ сияқты бірнеше артықшылықтарды атап өтуге болады. LiFePO4 батареялары нарықтағы ең қолжетімді батареялардың бірі болмаса да, олардың ұзақ қызмет ету мерзімі мен техникалық қызмет көрсетудің болмауына байланысты олар ең маңызды ұзақ мерзімді инвестиция болып табылады.

Разрядтың 80 пайыздық тереңдігінде литий темір фосфаты батареяларын тиімділікке нұқсан келтірмей 5000 ретке дейін қайта зарядтауға болады. Литий темір фосфаты батареяларының (LiFePO4) жұмыс істеу мерзімін пассивті түрде арттыруға болады.

Сонымен қатар, батареялардың жад эффектісі жоқ және олардың өздігінен разрядталу жылдамдығы төмен болғандықтан (айына 3%) оларды ұзақ уақыт сақтауға болады. Литий-ионды батареяларға ерекше күтім қажет. Әйтпесе, олардың қызмет ету мерзімі одан әрі қысқарады.

Литий темір фосфаты аккумуляторларының (LiFePO4) 100% заряд көлемі пайдалануға жарамды. Олар сондай-ақ жылдам зарядтау және разрядтау жылдамдығына байланысты әртүрлі қолданбалар үшін өте қолайлы. Тиімділік артады, ал кез келген кідіріс жылдам зарядтау арқылы азаяды. Қуат жоғары разрядты импульстік токтар арқылы жылдам жарылыстар түрінде беріледі.

Шешім

Күн энергиясы нарықта батареялардың тиімділігінің арқасында сақталып қалды. Энергияны жақсы сақтау шешімі тек гигиеналық, қауіпсіз және құнды қоршаған ортаға әкеледі деп айтуға болады. Күн энергиясы құрылғылары литий темір фосфаты мен литий-ионды батареяларды пайдаланудан айтарлықтай пайда көре алады.

Дегенмен,LiFePO4батареялардың сатып алушылар үшін де, сатушылар үшін де артықшылықтары көп. LiFePO4 батареялары бар портативті электр станцияларына инвестиция салу олардың жоғары өнімділігіне, ұзақ сақтау мерзіміне және қоршаған ортаға әсерін азайтуына байланысты тамаша таңдау болып табылады.