Batteries LiFePO4

Le marché moderne regorge d'une variété d'équipements électroniques. Pour leur fonctionnement, des sources d'énergie de plus en plus avancées se développent. Parmi eux, une place particulière est occupée par les batteries au lithium fer phosphate. Ils sont sûrs, ont de grandes capacités électriques, n'émettent pratiquement pas de toxines et sont durables. Peut-être que bientôt ces batteries seront forcées de sortir des appareils de leurs «frères».

Quelle est la batterie au lithium fer phosphate

Les batteries LiFePo4 sont des alimentations de haute qualité et fiables avec de hautes performances. Ils déplacent activement non seulement les batteries au plomb obsolètes, mais aussi les batteries Li-ion modernes. Aujourd'hui, les données de batterie se trouvent non seulement dans les équipements industriels, mais aussi dans les appareils ménagers - des smartphones aux vélos électriques.

Les batteries LFP ont été développées par la Massachusetts University of Technology en 2003. Leur base est une technologie Li-ion améliorée avec une composition chimique modifiée: le ferrophosphate de lithium est utilisé pour l'anode au lieu du cobaltate de lithium. La batterie est largement distribuée grâce à des sociétés telles que Motorola et Qualcomm.

Comment est la production de batteries LiFePo4

Les principaux composants de la fabrication des batteries LiFePo4 sont fournis à l'usine sous forme de poudre gris foncé à reflets métalliques. Le schéma de production des anodes et des cathodes est le même, mais en raison de l'inadmissibilité du mélange des composants, toutes les opérations technologiques sont effectuées dans différents ateliers. Toute la production est divisée en plusieurs étapes.

Première étape. Création d'électrodes. Pour ce faire, la composition chimique finie est recouverte des deux côtés d'une feuille métallique (généralement de l'aluminium pour la cathode et du cuivre pour l'anode). La feuille est prétraitée avec une suspension afin de pouvoir servir de récepteur de courant et d'élément conducteur. Les éléments finis sont coupés en fines bandes et pliés plusieurs fois, formant des cellules carrées.

Deuxième étape. Assemblage direct de la batterie. Des cathodes et des anodes en forme de cellules sont placées des deux côtés du séparateur en matériau poreux, solidement fixées à celui-ci. Le bloc résultant est placé dans un récipient en plastique, rempli d'électrolyte et scellé.

L'étape finale. Test de charge / décharge de la batterie. La charge produit une augmentation progressive de la tension de sorte qu'il n'y a pas d'explosion ou d'allumage en raison de la libération d'une grande quantité de chaleur. Pour se décharger, la batterie est connectée à un consommateur puissant. Sans détecter les écarts, les articles finis sont envoyés au client.

Le principe de fonctionnement et la batterie au lithium fer phosphate de l'appareil

Les batteries LFP sont constituées d'électrodes pressées fermement contre le séparateur poreux des deux côtés. Pour alimenter les appareils, la cathode et l'anode sont connectées à des collecteurs de courant. Tous les composants sont placés dans un boîtier en plastique, rempli d'électrolyte. Un contrôleur est placé sur le boîtier, qui régule l'alimentation en courant pendant la charge.

Le principe de fonctionnement des batteries LiFePo4 est basé sur l'interaction du ferrophosphate de lithium et du carbone. La réaction elle-même se déroule selon la formule:

LiFePO₄ + 6C → Li_1-xFepo₄ + LiC₆

Le support de charge de la batterie est un lithium-ion chargé positivement. Il a la capacité de pénétrer dans le réseau cristallin d'autres matériaux, avec formation de liaisons chimiques.

Spécifications des batteries LiFePo4

Quel que soit le fabricant, toutes les cellules LFP ont les mêmes spécifications:

• tension de crête - 3,65 V;
• tension au point milieu - 3,3 V;
• tension à l'état complètement déchargé - 2,0 V;
• tension de fonctionnement nominale - 3,0-3,3 V;
• tension minimale sous charge - 2,8 V;
• durabilité - de 2 à 7 mille cycles de charge / décharge;
• autochargeant à une température de 15-18 C^{à propos} - jusqu'à 5% par an.

Les spécifications techniques présentées concernent spécifiquement les cellules LiFePo4. Selon le nombre d'entre eux qui sont combinés par une seule batterie, les paramètres des batteries varient.

Les instances de production nationale ont les caractéristiques suivantes:

• capacité - jusqu'à 2000 Ah;
• tension - 12 v, 24v, 36v et 48v;
• avec une gamme de températures de fonctionnement - de -30 à +60 C^{à propos};
• avec un courant de charge - de 4 à 30A.

Toutes les batteries ne perdent pas leur qualité pendant le stockage pendant 15 ans, ont une tension stable et sont caractérisées par une faible toxicité.

Que sont les batteries LiFePo4

Contrairement à nos batteries habituelles, qui sont marquées AA ou AAA, les cellules au lithium fer phosphate ont un marquage complètement différent du facteur de forme - leurs tailles sont cryptées avec un nombre à 5 chiffres. Tous sont présentés dans le tableau.

Même sans table avec un marquage devant vous, vous pouvez facilement naviguer dans les dimensions de la batterie. Les deux premiers chiffres du code indiquent le diamètre, les autres indiquent la longueur de la source d'alimentation (mm). Le chiffre 5 à la fin de certaines tailles correspond à un demi-millimètre.

Batterie au lithium fer phosphate: avantages et inconvénients

Les batteries LFP sont basées sur la technologie Li-ion, ce qui leur a permis d'intégrer tous les avantages de ces sources d'énergie, tout en éliminant leurs inconvénients inhérents.

Parmi les principaux avantages:

1. Durabilité - jusqu'à 7 000 cycles.
2. Courant de charge élevé, ce qui réduit le temps de réapprovisionnement en énergie.
3. Tension de fonctionnement stable, qui ne baisse pas tant que la charge n'est pas complètement épuisée.
4. Tension de crête élevée - 3,65 Volts.
5. Capacité nominale élevée.
6. Poids léger - jusqu'à plusieurs kilogrammes.
7. Faible pollution de l'environnement lors de l'élimination.
8. Résistance au gel - le travail est possible à une température de -30 à + 60C^{à propos}.

Mais les batteries ont également des inconvénients. Le premier est le coût élevé. Le prix d'un élément pour 20 Ah peut atteindre 35 mille roubles. Le deuxième et dernier inconvénient est la difficulté d'assembler soi-même une batterie, contrairement aux cellules lithium-ion. D'autres inconvénients évidents dans ces sources d'énergie n'ont pas encore été identifiés.

Chargeurs et comment recharger LiFePo4

Les chargeurs pour batteries LiFePo4 ne sont pratiquement pas différents des onduleurs conventionnels. En particulier, il est possible d'enregistrer une grande intensité de courant à la sortie - jusqu'à 30 A, qui est utilisée pour charger rapidement les cellules.

Lors de l'achat d'une batterie prête à l'emploi, aucune difficulté de charge ne devrait survenir. Dans leur conception, le contrôle électronique est intégré, ce qui protège toutes les cellules contre une décharge complète et une sursaturation de l'électricité. Les systèmes coûteux utilisent une planche d'équilibrage qui répartit uniformément l'énergie entre toutes les cellules de l'appareil.

Lors de la recharge, il est important de ne pas dépasser l'ampérage recommandé si vous utilisez des chargeurs tiers. Cela réduira la durée de vie de la batterie de plusieurs fois en une seule charge. Si la batterie chauffe ou gonfle, l'ampérage dépasse les valeurs autorisées.

Où sont utilisées les batteries LiFePo4?

Les batteries LFP sont d'une grande importance pour l'industrie. Ils sont utilisés pour maintenir le fonctionnement des appareils dans les stations météorologiques et les hôpitaux. Ils sont également mis en œuvre comme tampon dans les parcs éoliens et utilisés pour accumuler de l'énergie à partir de panneaux solaires.

Les batteries 12v commencent à être utilisées dans les voitures modernes au lieu des éléments plomb-acide habituels.Les conceptions LiFePo4 sont installées comme source d'alimentation principale pour les vélos électriques et les VTT, les bateaux à moteur.

Largement leur importance dans la vie quotidienne. Ils sont intégrés dans les téléphones, les tablettes et même les tournevis. Cependant, ces appareils diffèrent considérablement en prix de leurs homologues moins technologiques. Il est donc toujours difficile de les rencontrer sur le marché.

Règles de stockage, de fonctionnement et d'élimination de LiFePo4

Avant d'envoyer la batterie LFP pour un stockage à long terme, il est nécessaire de la charger jusqu'à 40-60% et de maintenir ce niveau de charge pendant toute la période de conservation. Conservez la batterie dans un endroit sec où la température ne descend pas en dessous de la température ambiante.

Pendant le fonctionnement, les exigences du fabricant doivent être respectées. Il est important de ne pas surchauffer la batterie. Si vous remarquez que la batterie chauffe inégalement pendant le fonctionnement ou la recharge, vous devez contacter le centre de réparation - peut-être qu'une des cellules est en panne, ou il y a des dysfonctionnements de l'unité de contrôle ou de la planche d'équilibrage. La même chose doit être faite lorsque des cloques apparaissent.

Pour l'élimination appropriée d'une batterie qui a épuisé sa durée de vie, vous devez contacter une entreprise spécialisée dans ce domaine. Ainsi, vous agirez non seulement en tant que citoyen conscient, mais vous pourrez également gagner de l'argent avec. Cependant, si vous envoyez simplement la batterie dans une décharge, rien de grave ne se produira.