LiFePO4 电池:它们是什么以及为什么它们是最好的

2023-09-26

     LiFePO4 电池正在为电池世界“充电”。但“LiFePO4”到底是什么意思呢?是什么让这些电池比其他类型的电池更好?

请继续阅读这些问题的答案以及更多内容。

什么是磷酸铁锂电池?

LiFePO4 电池是一种由磷酸铁锂制成的锂电池。锂电池类别中的其他电池包括:

  • 钴酸锂(LiCoO22)

  • 锂镍锰钴氧化物 (LiNiMnCoO2)

  • 钛酸锂(LTO)

  • 锰酸锂 (LiMn2O4)

  • 锂镍钴铝氧化物(LiNiCoAlO2)

化学与电池创新

您可能还记得化学课上的一些元素。这就是你花几个小时记住元素周期表的地方(或者,盯着老师墙上的它)。这就是你进行实验的地方(或者,盯着你喜欢的人,假装注意实验)。

当然,时不时会有学生热爱实验并最终成为一名化学家。化学家发现了电池的最佳锂组合。

长话短说,磷酸铁锂电池就是这样诞生的。(准确地说,是 1996 年由德克萨斯大学提出的)。LiFePO4现在被誉为最安全、最稳定、最可靠的锂电池。  

LiFePO4 电池简史

LiFePO4 电池由 John B. Goodenough 和 Arumugam Manthiram 发起。他们是第一个发现锂离子电池所用材料的人。负极材料不太适合在锂离子电池中使用。这是因为它们很容易发生早期短路。

科学家发现正极材料是锂离子电池更好的替代品。这一点在磷酸铁锂电池型号中表现得非常明显。快进,增加稳定性、导电性——改善各种事情,然后噗!LiFePO4电池诞生。

如今,可充电 LiFePO4 电池随处可见。这些电池有许多有用的应用——它们用于船舶、太阳能系统、车辆等。

LiFePO4 电池不含钴,并且成本低于大多数替代品(随着时间的推移)。它没有毒,而且持续时间更长。但我们很快就会详细讨论这一点。LiFePO4电池的未来前景非常光明。

但是什么让磷酸铁锂电池变得更好呢?

LiFePO4 与锂离子电池
湖上的船代表 LiFePO4 与锂离子电池。

既然我们知道了 LiFePO4 电池是什么,那么我们来讨论一下 LiFePO4 比锂离子和其他锂电池更好的原因。

LiFePO4 电池不太适合手表等可穿戴设备。因为与其他锂离子电池相比,它们的能量密度较低。也就是说,对于太阳能系统、房车、高尔夫球车、鲈鱼船和电动摩托车等,它是迄今为止最好的。为什么?

其一,LiFePO4 电池的循环寿命是其他锂离子电池的 4 倍以上。

它也是市场上最安全的锂电池类型,比锂离子和其他电池类型更安全。

最后但并非最不重要的一点是,LiFePO4 电池不仅可以达到 3,000-5,000 次循环或更多……它们可以达到100% 的放电深度 (DOD)。为什么这很重要?因为这意味着,使用 LiFePO4(与其他电池不同),您不必担心 LiFePO4 电池过度放电。

此外,您还可以使用它更长的时间。事实上,优质 LiFePO4 电池的使用时间比其他类型的电池长很多年。其额定寿命约为 5,000 次。

那大约是10年。因此,随着时间的推移,平均成本要好得多。这就是磷酸铁锂电池与锂离子电池的对比。

这就是为什么 LiFePO4 电池不仅比锂离子电池而且比其他一般电池类型更好的原因:

安全、稳定的化学性质

锂电池的安全性很重要。具有新闻价值的锂离子笔记本电脑电池“爆炸”已经清楚地表明了这一点。与其他电池类型相比,LiFePO4 最重要的优势之一是安全性。LiFePO4 是最安全的锂电池类型。实际上,这是所有类型中最安全的。

总体而言,LifePO4 电池具有最安全的锂化学成分。为什么?因为磷酸铁锂具有更好的热稳定性和结构稳定性。这是铅酸和大多数其他电池类型所不具备的磷酸铁锂水平。LiFePO4不燃。它可以承受高温而不分解。它不易发生热失控,并且可以在室温下保持凉爽。 

如果将 LiFePO4 电池置于恶劣温度或危险事件(如短路或碰撞)下,它不会起火或爆炸。对于那些每天在房车、鲈鱼船、踏板车或尾门中使用深循环磷酸铁锂电池的人来说,这一事实令人欣慰。

环境安全

LiFePO4 电池已经为我们的星球带来了福音,因为它们是可充电的。但它们的环保性还不止于此。与铅酸和镍氧化物锂电池不同,它们无毒且不会泄漏。

您也可以回收它们。但您不需要经常这样做,因为它们可持续 5000 个周期。这意味着您可以(至少)为其充电 5,000 次。相比之下,铅酸电池只能持续 300-400 次循环。 

卓越的效率和性能

您想要一个安全、无毒的电池。但您还需要一块性能良好的电池。

一个男孩做科学实验。

这些统计数据证明 LiFePO4 可以满足所有这些要求,甚至更多:

  • 充电效率:LiFePO4 电池可在 2 小时或更短的时间内充满电。 

  • 不使用时的自放电率:每月仅 2%。(相比之下,铅酸电池为 30%)。

  • 运行时间高于铅酸电池/其他锂电池。

  • 稳定的功率:即使电池寿命低于 50%,电流强度也相同。

  • 无需维护。

小巧轻便

许多因素都会影响磷酸铁锂电池的性能。说到称重——它们都是轻量级的。事实上,它们比锂锰氧化物电池轻近 50%。它们的重量比铅酸电池轻 70%。

当您在车辆中使用 LiFePO4 电池时,这意味着更少的汽油使用量和更高的机动性。它们结构紧凑,可为您的踏板车、船、房车或工业应用释放空间。 

LiFePO4 电池与非锂电池

当谈到 LiFePO4 与锂离子时,LiFePO4 是明显的赢家。但磷酸铁锂电池与当今市场上的其他充电电池相比如何呢? 

铅酸电池

铅酸电池一开始可能很便宜,但从长远来看,它们最终会花费更多。那是因为它们需要持续维护,并且您必须更频繁地更换它们。LiFePO4 电池的使用寿命延长 2-4 倍,且无需维护。 

胶体电池

与 LiFePO4 电池一样,凝胶电池不需要频繁充电。它们在存放时也不会失去电荷。凝胶和 LiFePO4 有何不同?一个重要因素是充电过程。凝胶电池的充电速度非常快。此外,您必须在 100% 充电时断开它们,以免损坏它们。 

AGM 电池

AGM 电池会对您的钱包造成很大损害,如果电池电量耗尽超过 50%,则自身损坏的风险很高。维护它们也可能很困难。LiFePO4 离子锂电池可以完全放电,没有损坏的风险。

适用于各种应用的 LiFePO4 电池

事实证明,磷酸铁锂技术适用于多种应用。以下是其中的一些:

  • 渔船和皮划艇:更少的充电时间和更长的运行时间意味着更多的水上时间。重量更轻,可以在高风险的钓鱼比赛中轻松操纵并提高速度。 

  • 轻便摩托车和机动踏板车:没有自重来减慢您的速度。临时旅行时充电至低于满电量,而不会损坏电池。 

  • 太阳能装置:无论生活在哪里(即使是在山上并且远离电网),都可以携带轻型 LiFePO4 电池并利用太阳的能量。 

  • 商业用途:这些电池是目前最安全、最坚固的锂电池。因此它们非常适合地板机械、升降门等工业应用。 

  • 更多:此外,磷酸铁锂电池还为许多其他设备提供动力。例如——手电筒、电子烟、无线电设备、应急照明等等。


LiFePO4 电池非常适合日常使用、备用电源等!它们对于房车和旅行拖车也具有令人难以置信的优势。