Paquete de baterías de iones de litio personalizado

Descripción general de la batería LiFePO4

La batería de fosfato de hierro y litio se refiere a la batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio como material de electrodo positivo. La batería de fosfato de hierro y litio se considera una nueva generación de baterías de iones de litio debido a sus ventajas como alta seguridad, ciclo de vida largo, velocidad de descarga y resistencia a altas temperaturas.

Large Power puede proporcionar a los clientes soluciones personalizadas de celda, BMS (sistema de gestión de energía), estructura integrada de la batería, para satisfacer las necesidades de energía personalizadas de los clientes.

  • Buen rendimiento de seguridad: sin explosión si se perfora, sin combustión o explosión cuando se sobrecarga;
  • Buen ciclo de vida: el ciclo de vida de la batería de fosfato de hierro y litio puede alcanzar más de 2000 veces.
  • Buen rendimiento a altas temperaturas: la temperatura de trabajo varía de -20 ℃ a 70 ℃;
  • Alta densidad de grifo: tiene mayor capacidad en las mismas condiciones;
  • Puede realizar una carga rápida a 1C-5C, reduciendo en gran medida el tiempo de carga;

Almacenamiento de energía, equipo especial, robot, AGV, tránsito ferroviario, equipo médico, respaldo de emergencia, comunicación eléctrica, etc.

Los mejores fabricantes chinos de baterías LiFePO4

  • Sony
    CATL
  • Panasonic
    BYD IT
  • Sanyo
    Guoxuan
  • Samsung
    CALB
  • LG
    BAK
  • BAK
    LISHEN
  • LISHEN
    LARGE
  • LARGE
    A123

Ventajas de la batería LiFePO4

Debido a la estabilidad y el diseño de seguridad confiable de los materiales del electrodo positivo, el paquete de baterías de fosfato de hierro y litio ha pasado rigurosas pruebas de seguridad y no explotará incluso en colisiones violentas.

El ciclo de vida 1C de la batería de fosfato de hierro y litio generalmente alcanza 2000 veces, incluso más de 3500 veces. El mercado de almacenamiento de energía requiere más de 4000-5000 veces, que es más alto que otros tipos de baterías de litio.

El calor máximo de la batería de fosfato de hierro y litio puede alcanzar los 350 ~ 500 ℃. Y tiene un amplio rango de temperatura de trabajo (-20 ~ + 75 ℃). Incluso a altas temperaturas (60 ℃), aún puede emitir el 100% de su capacidad.

La batería se puede cargar completamente con un cargador exclusivo después de 40 minutos de carga a 1,5 ° C.

Las baterías de fosfato de hierro y litio son ecológicas, no tóxicas, libres de contaminación y económicas. También cuenta con amplia disponibilidad de materias primas.

Voltaje y capacidad de LiFePO4

El voltaje nominal de la única batería de fosfato de hierro y litio es de 3,2 V, el voltaje de carga es de 3,6 V y el voltaje de corte de descarga es de 2,0 V.

Los paquetes de baterías de fosfato de hierro y litio alcanzan el voltaje requerido por el equipo a través de una conexión en serie de celdas de batería. El voltaje de la batería es igual al número de conexión de la serie N *. Los voltajes comunes de las baterías de fosfato de hierro y litio son los siguientes:

La capacidad del paquete de baterías de fosfato de hierro y litio está determinada por la capacidad y el número de celdas de batería conectadas en paralelo, generalmente de acuerdo con los requisitos específicos de los equipos eléctricos. Cuantas más celdas de batería de fosfato de hierro y litio estén conectadas en paralelo, mayor será la capacidad.

La capacidad común de la batería de fosfato de hierro y litio tiene 10 ah, ah, ah, 40, 50, ah, ah, 100200 ah, ah 400, etc.

Estructura y principio de funcionamiento de la batería LiFePO4

Como se muestra en la figura, la parte izquierda es la estructura de olivino LiFePO4, el electrodo positivo de la batería. El papel de aluminio se conecta al electrodo positivo de la batería y luego el separador de polímero separa el electrodo positivo y negativo, de modo que Li + y e - no pueden pasar por el separador. La parte derecha es un cátodo de batería compuesto de carbono (grafito). La lámina de cobre está conectada al cátodo de la batería.

Diagrama de estructura interna de la batería LiFePO4

Cuando la batería LiFePO4 se está cargando, Li + en el electrodo positivo migra al electrodo negativo a través del separador de polímero. En el proceso de descarga, Li + en el electrodo negativo migra al electrodo positivo a través del separador. Las baterías de iones de litio reciben su nombre por la forma en que los iones de litio se mueven hacia adelante y hacia atrás durante el proceso de carga y descarga.

Cargador de batería LiFePO4

El método de carga CCCV se recomienda para el paquete de baterías de fosfato de hierro y litio, es decir, corriente constante primero y luego voltaje constante. La recomendación de corriente constante es 0.3c, mientras que la recomendación de voltaje constante es 3.65V.

  • Ambos métodos de carga de la batería son de corriente constante y voltaje constante (CCCV), pero el punto de voltaje constante es diferente.
  • El voltaje nominal de la batería de fosfato de hierro y litio es de 3,2 V y el voltaje de corte de carga es de 3,6 V.
  • Las baterías de iones de litio convencionales tienen una tensión nominal de 3,6 V y una tensión de corte de 4,2 V.

Los paneles solares no pueden cargar directamente la batería de fosfato de hierro y litio, porque el voltaje del panel solar es inestable. Necesita un circuito de regulación de voltaje y el correspondiente circuito de carga de la batería de fosfato de hierro y litio.

El generador no puede cargar directamente la batería de fosfato de hierro y litio, porque la electricidad generada por el generador es corriente alterna o corriente continua pulsada. La batería de fosfato de hierro y litio debe cargarse con corriente continua con voltaje constante.

Batería LiFePO4 Vs Batería de iones de litio

Química Voltag (V) Densidad de energia (wh/kg) Temp de trabajo (℃) Ciclo de vida Seguridad Ambiental Costo basado en el ciclo de vida x wh del SLA
LiFePO4 3.2 >120 -20-60 >2000 Segura Buena 0.15-0.25 más baja que SLA
Plomo-ácido 2.0 >35 -20-40 >200 Segura No buena 1
NiCd 1.2 >40 -20-50 >1000 Segura Mala 0.7
NiMH 1.2 >80 -20-50 >500 Segura Buena 1.2-1.4
LiMnxNiyCoz02 3.7 >160 -20-50 >500 mejor que LiCo OK 1.5-2.0
LiCoO2 3.7 >200 -20-50 >500 Inseguro sin PCM OK 1.5-2.0

Batería LiFePO4 y batería ternaria

Afectados por la estructura, el fosfato de hierro y litio y la batería ternaria tienen sus propias ventajas y desventajas en el rendimiento. La batería ternaria tiene ventajas en cuanto a densidad de energía y velocidad de carga rápida, mientras que la batería de fosfato de hierro y litio tiene ventajas en cuanto a ciclo de vida, seguridad y economía.

El cátodo, el electrolito y el separador son similares en ambos tipos de baterías, pero la mayor diferencia es el material del electrodo positivo, de ahí el nombre.

Material del ánodo LiFePO4 LiNixCoyMn1-x-yO2
Taquigrafía LFP NCM
Voltaje nominal 3.2V 3.65V
Forma de cristal Estructura de olivino Estructura de la capa
Canal de extracción de iones de litio Una dimensión Dos dimensiones

En cuanto a la celda, la batería ternaria tiene una mayor densidad de energía. El voltaje nominal y la capacidad específica teórica (mAh / g) de los materiales del ánodo de fosfato de hierro y litio son todos más bajos que los de las baterías ternarias, y su densidad de energía ha sido la mejor.

Material del ánodo Voltaje nominal (V) Capacidad específica teórica (mAh/g) Capacidad específica real estimada(mAh/g) Densidad de energía de la celda operativa estimada(wh/kg)
LiFePO4 ~3.2 ~170 ~145 ~170
NCM811 ~3.65 ~274 ~195 ~240
NCM523 ~170 ~210
NCM111 ~145 ~180

Nota: La densidad de energía de la celda debe evaluarse en combinación con el diseño y el proceso de la celda. El valor de la tabla es solo para referencia.

Las baterías ternarias de litio tienen una gran ventaja sobre las baterías de fosfato de hierro y litio en cuanto a eficiencia de carga.

Cuando la batería de litio ternaria y la batería de fosfato de hierro y litio se cargan por debajo de 10 ° C, no hay una diferencia significativa en la relación de corriente constante. Cuando la relación de carga es superior a 10 ° C, la relación de corriente constante de la batería de fosfato de hierro y litio disminuirá rápidamente y la eficiencia de carga disminuirá rápidamente.

En teoría, el fosfato de hierro y litio tiene ventajas en el ciclo de vida. La estructura del olivino es más estable, no se hincha fácilmente y tiene una reacción electroquímica más estable.

Las baterías de fosfato de hierro y litio tienen ventajas incomparables en cuanto a seguridad. El voltaje del electrodo positivo es bajo y no hay una reacción en cadena de calor de liberación de oxígeno que tenga el ternario. La temperatura de estabilidad térmica puede alcanzar más de 300 ℃, mientras que la de la batería ternaria ronda los 150-200 ℃.

El fosfato de litio y hierro LiFePO4 tiene ventajas obvias en el precio en la actualidad, las materias primas son relativamente baratas y la cadena de la industria nacional es relativamente madura.

El cobalto es la clave para reducir el precio de las baterías NCM. El cobalto es principalmente un mineral asociado con baja producción y distribución desigual, y su precio ha aumentado continuamente en los últimos años.

Factor y vida del ciclo de la batería LiFePO4

  • Carga y descarga de corriente pequeña

    Las baterías de fosfato de hierro y litio tienden a tener más de 2000 ciclos en este caso; Los pequeños fabricantes de baterías de litio con baterías de menor calidad también tienen más de 1000 ciclos;

  • Carga y descarga estable de alta velocidad

    La mayoría de las aplicaciones de las baterías de descarga de alta velocidad son baterías de iones de litio de tipo eléctrico, y la mayoría de ellas se utilizan para proporcionar energía al motor. Como la mayoría de las baterías de fosfato de hierro y litio funcionan con cargas elevadas, el tiempo de descomposición de los materiales de la batería se acelera y el ciclo de vida es de aproximadamente 800 veces.

  • Carga y descarga inestable de alta tasa

    Las baterías de fosfato de hierro y litio utilizadas en este caso tienen una vida útil más corta, que es solo unas 300 veces.

El rendimiento a alta temperatura de la batería de fosfato de hierro y litio no está muy maduro en la actualidad. La temperatura de funcionamiento varía de -20 ℃ a 125 ℃, que es el valor teórico, y el rango de temperatura de aplicación práctica es menor.

  • Carga y descarga de corriente pequeña

    Las baterías de fosfato de hierro y litio tienden a tener más de 2000 ciclos en este caso; Los pequeños fabricantes de baterías de litio con baterías de menor calidad también tienen más de 1000 ciclos;

  • Carga y descarga estable de alta velocidad

    La mayoría de las aplicaciones de las baterías de descarga de alta velocidad son baterías de iones de litio de tipo eléctrico, y la mayoría de ellas se utilizan para proporcionar energía al motor. Como la mayoría de las baterías de fosfato de hierro y litio funcionan con cargas elevadas, el tiempo de descomposición de los materiales de la batería se acelera y el ciclo de vida es de aproximadamente 800 veces.

  • Carga y descarga inestable de alta tasa

    Las baterías de fosfato de hierro y litio utilizadas en este caso tienen una vida útil más corta, que es solo unas 300 veces.

Las bajas temperaturas tienen un mayor impacto en el rendimiento de las baterías de fosfato de hierro y litio. De acuerdo con la situación actual del mercado, la vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio que funcionan por debajo de -20 ℃ a -40 ℃ se reduce significativamente, y es alrededor de 300 veces.

  • Carga y descarga
  • Al elegir un cargador, es mejor usar un cargador con el dispositivo correcto para cortar, para no acortar la vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio debido a la sobrecarga. En general, una carga lenta prolongará la vida útil de la batería, lo que es mejor que una carga rápida.

  • Profundidad de descarga
  • La profundidad de descarga es el factor principal que afecta la vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio. Cuanto mayor sea la profundidad de descarga, más corta será la vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio. En otras palabras, al reducir la profundidad de descarga, la vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio puede prolongarse significativamente. Por lo tanto, debemos evitar la descarga excesiva del SAI de batería de litio a un voltaje extremadamente bajo.

  • Entorno operativo
  • Si la batería de fosfato de hierro y litio se usa a alta temperatura durante mucho tiempo, la actividad de su electrodo disminuirá y su vida útil se acortará. Por lo tanto, es una buena manera de prolongar la vida útil de la batería de fosfato de hierro y litio manteniendo la temperatura de funcionamiento lo más adecuada posible.

    Reciclaje de baterías LiFePO4

    Las baterías de fosfato de hierro y litio retiradas de servicio que no tienen el valor de la utilización en cascada y las baterías después de la utilización en cascada eventualmente entrarán en la etapa de desmontaje y reciclaje. A diferencia de las baterías de material ternario, las baterías de fosfato de hierro y litio no contienen metales pesados ​​y los productos de recuperación son principalmente Li, P y Fe. El valor adicional de los productos de recuperación es bajo, por lo que los métodos de recuperación de bajo costo son importantes. Existen principalmente procesos técnicos de hidrometalurgia y metalurgia al fuego.

  • Metalurgia al fuego
  • La recuperación de la metalurgia al fuego convencional es generalmente una incineración a alta temperatura del electrodo, en la que el carbono y la materia orgánica de los fragmentos del electrodo se queman, y la ceniza restante que no se puede quemar se filtra finalmente para obtener finos que contienen metales y óxidos metálicos.

  • Hidrometalurgia
  • El método de recuperación de hidrometalurgia consiste principalmente en disolver los iones metálicos en la batería de fosfato de hierro y litio a través de soluciones ácido-base, y extraer los iones metálicos disueltos en forma de óxidos y sales mediante precipitación y adsorción. En el proceso de reacción, a menudo se utilizan H2SO4, NaOH, H2O2 y otros reactivos.

    *
    *
    *

    Dejar un mensaje

    Contáctenos
    Tu nombre (opcional)

    * por favor, escriba su nombre
    * Dirección de correo electrónico

    correo electronico es requerido. Este correo electrónico no es válido
    * Como podemos ayudarte?

    Se requiere masaje.
    Contáctenos

    Pronto nos comunicaremos contigo

    Hecho