Maximiser la puissance avec les batteries LifePO4: une comparaison avec les batteries de plomb
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Le choix de la bonne batterie est crucial pour de nombreuses applications, par exemple : Par exemple pour les systèmes d’énergie solaire, les véhicules électriques et les applications marines. Deux des types de batteries les plus populaires sont les batteries LiFePO4 et les batteries au plomb-acide. Dans cet article, nous examinons les différences entre les batteries LiFePO4 et les batteries au plomb-acide et expliquons pourquoi LiFePO4 est la meilleure option.
Annonce : Toutes les données sont extraites du Power Reine Laboratoire.
Exemple de produit :
LFP-50 : Batterie LiFePO4 Power Queen 12,8 V 50 Ah Batterie
LFP-100 : Batterie Power Queen 12,8 V 100 Ah Batterie LiFePO4
Résumé de la comparaison :
| batterietaper | Batterie au plombn | LiFePO4 Bpiles | ||
| VRLA-50AH | VRLA-100AH | 12V50Ah | 12V100Ah | |
| Densité énergétique | faible | faible | 3 juste plus haut comme Batterie au plomb | 3 juste plus haut comme Batterie au plomb |
| Résistance interne et Autodécharge | haut | haut | faible | faible |
| taux décharge | mauvais | mauvais | bien | bien |
| Tolérance de température | mauvais | mauvais | bien | bien |
| vie | 300 | 300 | 4000 | 4000 |
Densité énergétique – comparaison du poids, de la taille et de la capacité
Lors de la sélection d'une batterie, le poids et la taille de la batterie sont des facteurs importants à prendre en compte, en particulier dans les applications où la mobilité est importante. Dans cette comparaison, nous examinons le poids, les dimensions, les spécifications du modèle et la densité énergétique des batteries VRLA et LFP.
| Type de batterie | Poids(kg） | Dimension(cm3） | Modèle | Densité énergétique (Ah/kg) |
| VRLA-50 | 15h15 | 23*13,8*21,1 | 12V55Ah | 3,63 |
| VRLA-100 | 27.40 | 33*17,1*21,4 | 12V100Ah | 3,65 |
| VRLA2-100 | 28.11 | 33*17,1*21,4 | 12V100Ah | 3,56 |
| LFP-50 | 4,98 | 17*19*17 | 12V50Ah | 10.04 |
| LFP-100 | 9,85 | 32*17*21 | 12V100Ah | 10h15 |
Dans cette comparaison, nous avons examiné cinq batteries différentes : VRLA-50AH, VRLA-100AH, VRLA2-100AH, LFP-50AH et LFP-100AH. Le poids de ces batteries variait de 10,97 lb pour la LFP-50AH à 60,4 lb pour la VRLA-100AH. Les dimensions des batteries variaient également, avec des tailles allant de 6,7 x 7,5 x 6,7 pouces pour le LFP-50AH à 13 x 6,7 x 8,42 pouces pour le VRLA-100AH et le VRLA2-100AH.
Les spécifications du modèle différaient également entre les batteries, avec des valeurs de tension et de capacité allant de 12 V 50 Ah pour la LFP-50 AH à 12 V 100 Ah pour la VRLA-100 AH et la LFP-100 AH. Enfin, nous avons comparé la densité énergétique de chaque batterie en Ah/kg, les batteries LFP ayant des densités énergétiques significativement plus élevées que les batteries VRLA. Dans l’ensemble, lors de la sélection d’une batterie, il est important de prendre en compte à la fois le poids et la densité énergétique pour garantir que la batterie est adaptée à votre application spécifique.
Comparaison de la capacité de décharge
La capacité de décharge nominale fait référence à la quantité maximale de courant qu'une batterie peut décharger sur une période donnée, généralement exprimée en ampères (A) ou en multiple de la capacité de la batterie, par exemple. Par exemple C/10 ou C/20. Il représente la capacité de la batterie à fournir de l'énergie à un débit donné, les débits les plus élevés correspondant à une décharge plus rapide et les débits les plus faibles correspondant à une décharge plus lente. La capacité de décharge est une caractéristique de performance importante d'une batterie, en particulier pour les applications où une puissance de sortie élevée est requise, telles que : Par exemple. véhicules électriques ou outils électriques.
Par rapport aux batteries LFP, les batteries LA ont une stabilité de tension nettement inférieure pendant la décharge.
Chaque courbe du graphique illustre l'effet d'une décharge à un taux de 0,2 C sur la stabilité de la tension, la tension de la batterie plomb-acide chutant rapidement et la batterie LFP montrant une stabilité beaucoup plus grande.
Comparaison de la résistance interne et de l'autodécharge
La résistance interne est une propriété importante d’une batterie qui peut affecter ses performances. Lorsqu'une batterie est utilisée, le flux de courant électrique génère de la chaleur à l'intérieur de la batterie en raison de la résistance qu'elle fournit. Cette chaleur peut entraîner une perte d’énergie et réduire l’efficacité globale de la batterie. Une résistance interne plus élevée signifie également qu'une plus grande puissance est nécessaire pour faire circuler la même quantité de courant dans la batterie, ce qui peut entraîner une chute de tension et une réduction de la capacité de la batterie.
|
| VRLA-50 | VRLA-100 | VRLA2-100 | LFP-50 | LFP-100 |
| Résistance interne (mΩ) | 7,95 | 5.23 | 4 553 | 1 | 1 |
Nous pouvons voir que les batteries au plomb-acide ont une résistance interne très élevée. Les batteries au plomb-acide ont une résistance interne élevée en raison de leur conception et de leur chimie. Les plaques à l’intérieur de la batterie sont en plomb, qui a une conductivité relativement faible par rapport à d’autres métaux tels que le cuivre. De plus, l'électrolyte utilisé dans les batteries plomb-acide est une solution d'acide sulfurique diluée, qui présente une résistance relativement élevée par rapport aux autres types d'électrolyte. Ces facteurs contribuent à la résistance interne globale élevée des batteries plomb-acide, ce qui peut affecter leurs performances et leur efficacité.
L’autodécharge est un autre facteur important qui affecte les performances d’une batterie. Même lorsqu'une batterie n'est pas utilisée, elle perd progressivement sa charge en raison de réactions chimiques à l'intérieur de la batterie. Le taux d'autodécharge peut varier en fonction du type et de l'âge de la batterie, ainsi que d'autres facteurs tels que la température et les conditions de stockage. L'autodécharge peut être un problème pour les appareils qui ne sont pas utilisés fréquemment, car la batterie peut perdre sa charge avant de pouvoir être réutilisée. Cela peut également diminuer la capacité globale de la batterie au fil du temps, ce qui peut affecter ses performances et sa durée de vie.
| taper | jour 1 | jour 6 | jour 11 | jour 16 | jour 21 | jour 26 | jour 31 | |
|
VRLA | 50 | 13.20 | 13.18 | 13.16 | 13h15 | 13h15 | 13,14 | 13h15 |
| 100 | 13.24 | 13.20 | 13.17 | 13h15 | 13.11 | 13.07 | 13.05 | |
|
PQ | 50 | 13.27 | 13.27 | 13.27 | 13.26 | 13.26 | 13.25 | 13.25 |
| 100 | 13.20 | 13.20 | 13.20 | 13.19 | 13.20 | 13.19 | 13.19 | |
Selon les données, les batteries LiFePO4 ont une résistance interne nettement inférieure et une autodécharge inférieure à celle des batteries au plomb-acide. Ces propriétés contribuent à la capacité supérieure et à la durée de vie plus longue des batteries LiFePO4.
Comparaison de la tolérance à la température
La tolérance de température fait référence à la plage de température dans laquelle une batterie peut fonctionner de manière sûre et efficace. Les batteries sont sensibles à la température et une chaleur ou un froid extrême peuvent affecter considérablement leurs performances et leur durée de vie.
L'exposition d'une batterie à des températures en dehors de la plage spécifiée peut causer des dommages irréparables aux composants internes et entraîner une capacité réduite, une durée de vie plus courte et même des risques pour la sécurité tels qu'une fuite ou une explosion. En général, les températures élevées peuvent accélérer les réactions chimiques au sein de la batterie, entraînant une dégradation plus rapide et des performances réduites, tandis que les basses températures peuvent ralentir les réactions chimiques, rendant la batterie moins efficace et réduisant sa capacité.
Par conséquent, lors de la sélection et de l'utilisation des batteries, il est important de prendre en compte la tolérance de température du type de batterie particulier et de s'assurer qu'elle fonctionne dans la plage de température recommandée. Cela peut aider à prolonger la durée de vie de la batterie et à maintenir ses performances et sa sécurité au fil du temps.
Voyons maintenant la comparaison de ces deux types de batteries :
| taper | VRLA-100Ah | VRLA-50Ah | LFP-100 | LFP-50 |
| Tension initiale | 13.05 | 13,15 | 13,19 | 13,19 |
| 80℃10 minutes | 13,03 | 13,13 | 13,19 | 13,19 |
| 25℃10 minutes | 13,03 | 13,14 | 13,19 | 13,20 |
| 80℃10 minutes | 13,01 | 13,11 | 13,19 | 13,20 |
| 25℃10 minutes | 13,00 | 13,11 | 13,20 | 13,20 |
| 80℃10 minutes | 12,58 | 13,09 | 13,20 | 13,20 |
| 25℃10 minutes | 12,57 | 13,10 | 13,20 | 13,20 |
La batterie LiFePO4 a une plus grande tolérance à la température que les batteries au plomb-acide.
Test d'étanchéité
L'étanchéité signifie que la batterie est conçue pour résister aux dommages causés par le contact avec l'eau ou d'autres liquides.Une batterie étanche est moins sensible à la corrosion, aux courts-circuits ou à d’autres problèmes qui pourraient potentiellement l’endommager si elle est exposée à l’humidité. Cependant, il est important de noter que les batteries étanches ne sont pas totalement à l’abri des dégâts causés par l’eau et doivent néanmoins être manipulées avec précaution dans les environnements humides.
Rincez la batterie à l'eau pendant 10 minutes de chaque côté puis mesurez la tension avant et après.
Les batteries au plomb-acide présentent une faible stabilité de tension avant et après.
Capacité de cycle à haute température
Un cycle à haute température fait référence à l’exposition d’une batterie à des températures supérieures à sa plage de fonctionnement recommandée pendant une période prolongée. Cela peut entraîner une détérioration accélérée de la batterie, entraînant une réduction de sa capacité et une durée de vie plus courte de la batterie. Cela peut également augmenter le risque de dangers pour la sécurité tels que des fuites, des gonflements ou même un emballement thermique. Nous mettons maintenant les batteries à 55 ° (131 ° F) pour voir comment sont leurs performances.
Conclusion : La stabilité du cycle des batteries LA est bien pire que celle des batteries LFP.
La capacité est représentée par la courbe bleue et la santé est indiquée par la courbe rouge.
Notre modèle d'estimation de batterie suggère qu'une batterie avec un état de santé (SOH) de 80 % peut durer jusqu'à 300 cycles en utilisation normale, tandis qu'une batterie LFP peut durer jusqu'à 4 000 cycles.
Nous considérons qu'une batterie avec moins de 80 % de SOH est inacceptable selon nos normes.
Expérimentez le démontage pour observer la structure interne
Batterie au plomb
Il n'y a presque aucune protection à l'intérieur de la batterie LA, la valve à air n'est qu'un manchon en caoutchouc qui peut être facilement retiré et il n'y a aucune protection entre les cellules individuelles.
En retirant le manchon en caoutchouc bleu, la pièce polaire intérieure et l'électrolyte sont directement exposés. Il n'y a aucune protection à l'intérieur.
Batterie LFP
À l'intérieur de la batterie LFP, il existe des dispositifs de protection structurelle tels que des plaques de protection et du coton mousse avec diverses fonctions, et la structure interne des cellules individuelles internes a une protection contre les courts-circuits.
Conclusion
En résumé, les batteries LiFePO4 sont une excellente option pour alimenter des applications marines telles que les moteurs de pêche à la traîne, les véhicules électriques tels que les camping-cars et les systèmes solaires. Elles offrent plusieurs avantages par rapport aux batteries plomb-acide, notamment un poids léger, une durée de vie plus longue, une charge plus rapide, de meilleures performances, une sécurité et un fonctionnement sans entretien. Bien qu’ils puissent être plus chers au départ, leurs performances supérieures et leur durée de vie plus longue en font une option plus rentable à long terme. Si vous envisagez de remplacer votre moteur de pêche à la traîne ou la batterie de votre camping-car, investir dans une batterie LiFePO4 pourrait être un bon choix.
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