Литий-железо-фосфатная аккумуляторная батарея была изобретена американским профессором Джоном Гуденафом в 1996 году. В поисках технического решения, способного продлить жизнь литий-ионных АБ, ученый стал использовать инновационный материал в качестве катода Li-Ion батареи. Вывести технологию на широкий рынок удалось лишь в 2003 году благодаря инвесторам, среди которых была компания Motorola. Сегодня LiFePO4 аккумуляторные батареи набирают все более широкую популярность, вытесняя другие виды автономных источников питания. О преимуществах, характеристиках, использовании литий-железо-фосфатных АБ – в этом небольшом обзоре.
Правила эксплуатации
LiFePO4, как и другие виды литиевых АБ, чувствителен к перезаряду и глубокому разряду. Постоянный перезаряд ведет к скоплению газа в ячейках. Вследствие этого батарея вздувается и выходит из строя. Если регулярно разряжать LiFePO4 устройство ниже допустимого уровня, будет снижаться емкость АБ, и в дальнейшем батарея будет быстрее садиться. Чтобы не сокращать рабочий ресурс литий-железо-фосфатной АБ, не следует заряжать ее выше 3,65 В и разряжать ниже 2,5 В.
Основные характеристики
По своим рабочим характеристикам LiFePO4 превосходят большинство других видов АБ. Литий-железо-фосфатные модели отличаются:
- большим циклическим ресурсом. LiFePO4 батареи выдерживают более 2 000 циклов заряда/разряда до момента снижения первоначальной емкости на 20 %;
- стойкостью к низким и высоким температурам. Устройства могут работать, не теряя свойств, в диапазоне от –30 до +50 °С;
- безопасностью в эксплуатации. Изделия не воспламеняются и не взрываются при механических повреждениях;
- допустимостью ускоренной зарядки большим током. Время восполнения заряда для разных моделей устройства может составлять 15–30 минут;
- низким саморазрядом – до 5 % в год при температуре +15…+18 °С;
- замедленным процессом невосполнимой потери емкости по сравнению с другими типами АБ (на 1,5 % вместо 10 % у Li-Ion батарей);
- долговечностью. В зависимости от интенсивности использования LiFePO4 АБ может служить от 10 до 20 лет.
Как работает литий-железо-фосфатный источник питания
Основное отличие LiFePO4 аккумуляторных батарей от других литиевых – в использовании литий-феррофосфатного катода. Анод у этих устройств обычный – графитовый. Работа источника питания основана на химическом взаимодействии его компонентов: заряд и разряд ячеек происходят в результате окислительно-восстановительных реакций. При разряде от катода к аноду через пропитанный электролитом пористый сепаратор движутся ионы лития, отдавая накопленный заряд. Таким образом происходит окисление. Заряд представляет собой обратный процесс: ионы лития движутся от анода к катоду, идет реакция восстановления, и за счет этого аккумулируется энергия.
Применение LiFePO4 аккумуляторов
Благодаря улучшенным эксплуатационным свойствам литий-железо-фосфатные АБ находят применение как в быту, так и на предприятиях. LiFePO4 модели используются в компьютерах, фотоаппаратах, телефонах, медицинском оборудовании. Устройства хорошо подходят для таких видов транспорта, как скутеры, велосипеды, квадроциклы, электромобили. АБ этого типа успешно применяются в составе систем аварийного электроснабжения больниц, банков, метеостанций, промышленных предприятий.
