Compréhension rapide des caractéristiques et paramètres de six batteries au lithium communes (5/6)

March 18, 2019

Phosphate de fer de lithium (LiFePO 4)

 

En 1996, l'Université du Texas a découvert que le phosphate pourrait être employé comme matériel de cathode pour les batteries au lithium rechargeables. Le phosphate de lithium a de bonnes propriétés électrochimiques et basse résistance. Ceci est réalisé par des matériaux de cathode de phosphate de nanomètre. Les principaux avantages sont la vie de cycle actuelle et longue haut évaluée, bonne stabilité thermique, sécurité augmentée et tolérance à l'abus.

 

Si gardé à la haute tension pendant longtemps, le phosphate de lithium est plus tolérant à toutes les conditions de remplissage et a moins d'effort que d'autres systèmes d'ion de lithium. L'inconvénient est que la tension nominale inférieure de la batterie 3.2V rend l'énergie spécifique inférieure à celle de la batterie lithium-ion cobalt-enduite. Pour la plupart des batteries, la basse température diminue des performances, et une température de stockage plus élevée raccourcit la durée de vie, y compris le phosphate de lithium. Le phosphate de lithium a une décharge spontanée plus élevée que d'autres batteries lithium-ion, qui peuvent mener aux problèmes de vieillissement et d'équilibre. Bien qu'il puisse être compensé à l'aide des batteries de haute qualité ou des systèmes de gestion avancés de batterie, les deux méthodes augmentent le coût de paquets de batterie. La vie de batterie est très sensible aux impuretés dans le processus de fabrication et ne peut pas résister au dopage de l'eau. En raison de l'existence des impuretés de l'eau, quelques batteries ont une vie minimum de seulement 50 cycles. Le schéma 9 récapitule les propriétés du phosphate de lithium.

 

Le phosphate de lithium est utilisé généralement pour remplacer les batteries d'acide de plomb de démarreur. Quatre batteries de série produisent 12.80V, semblable à six batteries au plomb 2V. Le véhicule charge le d'acide de plomb à 14.40V (2.40V/battery) et maintient l'état de charge. La charge est conçue pour maintenir le plein niveau de charge et pour empêcher la sulfatation des batteries au plomb.

 

En reliant quatre batteries de phosphate de lithium en série, la tension de chaque batterie est 3.60V, qui est la pleine tension de charge correcte. En ce moment, la charge devrait être déconnectée, mais continue à charger tout en conduisant. Le phosphate de lithium tolère surcharger ; cependant, l'effort mécanique des batteries de phosphate de lithium peut augmenter parce que la plupart des véhicules maintiennent une tension de 14.40V pendant longtemps pendant de longs voyages. Qui vivra verra nous combien de temps le phosphate de lithium peut résister à surcharger comme substitut pour des batteries au plomb. La basse température réduit également les performances des ions de lithium, qui peuvent affecter la capacité de démarrage dans des cas extrêmes.

Le schéma 9 : Diagramme d'araignée des batteries typiques de phosphate de lithium.

Le phosphate de lithium a la bonne sécurité et longue durée, l'énergie spécifique modérée et la capacité augmentée de décharge spontanée.

Fourni par Cadex

Tableau synoptique

Phosphate de fer de lithium : LiFePO4 cathode, anode de graphite

Abréviation : LFP ou phosphate de lithium, commencé en 1996

Tension 3,20, valeur nominale 3.30V ; Plage de fonctionnement typique 2.5-3.65V

Énergie spécifique (capacité) 90-120 Wh/kg

(Taux de C) 1C de remplissage typique, chargeant à 3.65V ; temps de remplissage de trois heures typique

La décharge (taux de C) 1C, 25C est faisable sur quelques noyaux ; impulsion 40A (2s) ; coupure 2.50V (dommages provoqués par moins que 2V)

La vie de cycle 1000-2000 (dépendante de la profondeur et de la température de décharge)

Emballement thermique 270 C (F) la batterie 518 est très sûre même si elle est pleine de l'électricité.

Scénarios d'application pour des applications portatives et fixes exigeant le courant et la longévité élevés de charge

Note : Courbe de décharge très plate de tension mais basse capacité. Le plus sûr

Un des ions de lithium. Pour les marchés spéciaux. Décharge spontanée élevée.

Tableau 10 : Caractéristiques de phosphate de fer de lithium