Az energia maximalizálása a LIFEPO4 akkumulátorokkal: Összehasonlítás az ólom akkumulátorokkal
, Von PQ DE, 15 min Lesezeit
A megfelelő akkumulátor kiválasztása számos alkalmazásnál kulcsfontosságú, pl. Pl. napenergia-rendszerekhez, elektromos járművekhez és tengeri alkalmazásokhoz. A két legnépszerűbb akkumulátortípus a LiFePO4 és az ólom-savas akkumulátor. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a LiFePO4 és az ólom-savas akkumulátorok közötti különbségeket, és megvitatjuk, hogy miért a LiFePO4 a jobb választás.
Közlemény: Minden adat a hatalomtól származik Királynő Laboratórium.
Példa termék:
LFP-50: Power Queen 12.8V 50Ah LiFePO4 Akkumulátor
LFP-100: Power Queen 12.8V 100Ah LiFePO4 akkumulátor
Összehasonlítás:
| akkumulátortípus | Ólom-savas akkumulátorn | LiFePO4 Bakkumulátorok | ||
| VRLA-50AH | VRLA-100AH | 12V50Ah | 12V100Ah | |
| Energiasűrűség | alacsony | alacsony | 3 éppen magasabb mint Ólom-savas akkumulátor | 3 éppen magasabb mint Ólom-savas akkumulátor |
| Belső ellenállás és Önkisülés | magas | magas | alacsony | alacsony |
| arány kisülés | rossz | rossz | jó | jó |
| Hőmérséklet tolerancia | rossz | rossz | jó | jó |
| élet | 300 | 300 | 4000 | 4000 |
Energiasűrűség – súly, méret és kapacitás összehasonlítása
Az akkumulátor kiválasztásakor fontos figyelembe venni az akkumulátor súlyát és méretét, különösen azokban az alkalmazásokban, ahol a mobilitás fontos. Ebben az összehasonlításban megvizsgáljuk a VRLA és LFP akkumulátorok súlyát, méreteit, modellspecifikációit és energiasűrűségét.
| Akkumulátor típusa | Súly(kg） | Dimenzió(cm3） | Modell | Energiasűrűség (Ah/kg) |
| VRLA-50 | 15.15 | 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 | 10.15 |
Ebben az összehasonlításban öt különböző akkumulátort vizsgáltunk: VRLA-50AH, VRLA-100AH, VRLA2-100AH, LFP-50AH és LFP-100AH. Ezeknek az akkumulátoroknak a súlya az LFP-50AH esetében 10,97 fonttól a VRLA-100AH esetében 60,4 fontig terjedt. Az akkumulátorok méretei is változtak, az LFP-50AH 6,7 x 7,5 x 6,7 hüvelyktől a VRLA-100AH és VRLA2-100AH esetében 13 x 6,7 x 8,42 hüvelykig terjedt.
A modellek specifikációi is különböztek az akkumulátorok között, a feszültség és a kapacitás értéke 12V 50Ah (LFP-50 AH) és 12V 100Ah (VRLA-100 AH és LFP-100 AH) között változott. Végül összehasonlítottuk az egyes akkumulátorok energiasűrűségét Ah/kg-ban, az LFP akkumulátorok energiasűrűsége lényegesen nagyobb, mint a VRLA akkumulátoroké. Összességében az akkumulátor kiválasztásakor fontos figyelembe venni mind a súlyt, mind az energiasűrűséget, hogy az akkumulátor megfeleljen az adott alkalmazásnak.
A sebességkisülési kapacitás összehasonlítása
A sebességkisülési kapacitás azt a maximális áramerősséget jelenti, amelyet egy akkumulátor egy adott időtartam alatt kisüthet, általában amperben (A) vagy az akkumulátor kapacitásának többszöröseként kifejezve, pl. Pl. C/10 vagy C/20. Ez az akkumulátor azon képességét mutatja, hogy adott sebességgel tud energiát leadni, a magasabb sebesség gyorsabb kisülésnek, az alacsonyabb pedig a lassabb kisülésnek felel meg. A sebességkisülési kapacitás az akkumulátor fontos teljesítményjellemzője, különösen olyan alkalmazásoknál, ahol nagy kimeneti teljesítményre van szükség, mint például: Pl. elektromos járművek vagy elektromos szerszámok.
Az LFP akkumulátorokhoz képest az LA akkumulátorok feszültségstabilitása lényegesen rosszabb a gyorskisülés során.
A grafikon minden görbéje a 0,2 C-os kisütés hatását szemlélteti a feszültségstabilitásra, az ólom-savas akkumulátor feszültsége gyorsan csökken, az LFP akkumulátor pedig sokkal nagyobb stabilitást mutat.
A belső ellenállás és az önkisülés összehasonlítása
A belső ellenállás az akkumulátor fontos tulajdonsága, amely befolyásolhatja a teljesítményét. Akkumulátor használatakor az elektromos áram áramlása hőt termel az akkumulátorban az általa biztosított ellenállás miatt. Ez a hő energiaveszteséghez vezethet, és csökkentheti az akkumulátor általános hatékonyságát. A nagyobb belső ellenállás azt is jelenti, hogy több teljesítményre van szükség ugyanannyi áram átvezetéséhez az akkumulátoron, ami feszültségeséshez és az akkumulátor kapacitásának csökkenéséhez vezethet.
|
| VRLA-50 | VRLA-100 | VRLA2-100 | LFP-50 | LFP-100 |
| Belső ellenállás (mΩ) | 7.95 | 5.23 | 4,553 | 1 | 1 |
Láthatjuk, hogy az ólom-savas akkumulátorok nagyon nagy belső ellenállással rendelkeznek. Az ólom-savas akkumulátorok nagy belső ellenállással rendelkeznek a kialakításuk és a kémiájuk miatt. Az akkumulátor belsejében lévő lemezek ólomból készülnek, amelynek viszonylag alacsony a vezetőképessége más fémekhez, például rézhez képest. Ezenkívül az ólomakkumulátorokban használt elektrolit híg kénsavoldat, amelynek viszonylag nagy az ellenállása más típusú elektrolitokhoz képest. Ezek a tényezők hozzájárulnak az ólom-savas akkumulátorok általánosan magas belső ellenállásához, ami befolyásolhatja teljesítményüket és hatékonyságukat.
Az önkisülés egy másik fontos tényező, amely befolyásolja az akkumulátor teljesítményét. Még akkor is, ha az akkumulátor nincs használatban, fokozatosan veszít a töltöttségéből az akkumulátoron belüli kémiai reakciók miatt. Az önkisülési sebesség az akkumulátor típusától és korától, valamint egyéb tényezőktől, például hőmérséklettől és tárolási körülményektől függően változhat. Az önkisülés problémát jelenthet a nem gyakran használt eszközöknél, mivel az akkumulátor elveszítheti a töltöttségét, mielőtt újra használható lenne. Idővel csökkentheti az akkumulátor teljes kapacitását is, ami befolyásolhatja annak teljesítményét és élettartamát.
| típus | nap 1 | nap 6 | nap 11 | nap 16 | nap 21 | nap 26 | nap 31 | |
|
VRLA | 50 | 13.20 | 13.18 | 13.16 | 13.15 | 13.15 | 13,14 | 13.15 |
| 100 | 13.24 | 13.20 | 13.17 | 13.15 | 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 | |
Az adatok szerint a LiFePO4 akkumulátorok lényegesen kisebb belső ellenállással és kisebb önkisüléssel rendelkeznek, mint az ólom-savas akkumulátorok. Ezek a tulajdonságok hozzájárulnak a LiFePO4 akkumulátorok kiváló kapacitásához és hosszabb élettartamához.
Hőmérséklet-tűrés összehasonlítása
A hőmérséklet tolerancia azt a hőmérsékleti tartományt jelenti, amelyen belül az akkumulátor biztonságosan és hatékonyan tud működni. Az akkumulátorok hőmérsékletérzékenyek, és a szélsőséges hő vagy hideg jelentősen befolyásolhatja teljesítményüket és élettartamukat.
Ha az akkumulátort a megadott tartományon kívüli hőmérsékletnek teszi ki, az helyrehozhatatlan károkat okozhat a belső alkatrészekben, és csökkenti a kapacitást, rövidebb élettartamot, és akár biztonsági kockázatokat is okozhat, például szivárgást vagy robbanást. Általánosságban elmondható, hogy a magas hőmérséklet felgyorsíthatja az akkumulátoron belüli kémiai reakciókat, ami gyorsabb lebomláshoz és csökkent teljesítményhez vezet, míg az alacsony hőmérséklet lelassíthatja a kémiai reakciókat, így az akkumulátor kevésbé hatékony és csökken a kapacitása.
Ezért az akkumulátorok kiválasztása és használata során fontos figyelembe venni az adott akkumulátortípus hőmérséklet-tűrését, és gondoskodni arról, hogy az ajánlott hőmérsékleti tartományon belül működjön. Ez meghosszabbíthatja az akkumulátor élettartamát, és megőrizheti teljesítményét és biztonságát az idő múlásával.
Nézzük most a két akkumulátortípus összehasonlítását:
| típus | VRLA-100Ah | VRLA-50Ah | LFP-100 | LFP-50 |
| Kezdeti feszültség | 13.05 | 13,15 | 13,19 | 13,19 |
| 80℃10 jegyzőkönyv | 13,03 | 13,13 | 13,19 | 13,19 |
| 25℃10 jegyzőkönyv | 13,03 | 13,14 | 13,19 | 13,20 |
| 80℃10 jegyzőkönyv | 13,01 | 13,11 | 13,19 | 13,20 |
| 25℃10 jegyzőkönyv | 13,00 | 13,11 | 13,20 | 13,20 |
| 80℃10 jegyzőkönyv | 12,58 | 13,09 | 13,20 | 13,20 |
| 25℃10 jegyzőkönyv | 12,57 | 13,10 | 13,20 | 13,20 |
A LiFePO4 akkumulátor nagyobb hőmérséklet-tűréssel rendelkezik, mint az ólom-savas akkumulátorok.
Vízállósági teszt
A vízszigetelés azt jelenti, hogy az akkumulátort úgy tervezték, hogy ellenálljon a vízzel vagy más folyadékkal való érintkezésből eredő sérüléseknek.A vízálló akkumulátor kevésbé érzékeny a korrózióra, rövidzárlatra vagy más olyan problémákra, amelyek nedvesség hatására károsíthatják. Fontos azonban megjegyezni, hogy a vízálló akkumulátorok nem teljesen védettek a víz által okozott károkkal szemben, ezért nedves környezetben is óvatosan kell bánni velük.
Öblítse le az akkumulátort vízzel 10 percig mindkét oldalon, majd mérje meg a feszültséget előtte és utána.
Az ólom-savas akkumulátorok feszültségstabilitása előtt és után is gyenge.
Magas hőmérsékletű cikluskapacitás
A magas hőmérsékletű ciklus azt jelenti, hogy az akkumulátort hosszabb ideig az ajánlott működési tartomány feletti hőmérsékletnek teszik ki. Ez felgyorsíthatja az akkumulátor károsodását, ami csökkenti a kapacitást és az akkumulátor élettartamát. Növelheti a biztonsági kockázatok kockázatát is, például szivárgás, duzzanat vagy akár hőkiütés. Most 55°-os (131°F) szögbe helyezzük az elemeket, hogy lássuk, milyen a teljesítményük.
Következtetés: Az LA akkumulátorok ciklusstabilitása sokkal rosszabb, mint az LFP akkumulátoroké.
A kapacitást a kék görbe, az egészséget pedig a piros görbével jelöli.
Akkumulátorbecslési modellünk azt sugallja, hogy egy 80%-os egészségi állapotú (SOH) akkumulátor normál használat mellett akár 300 ciklust is kibír, míg egy LFP akkumulátor akár 4000 ciklust is kibír.
A 80%-nál kevesebb SOH-tartalmú akkumulátort szabványaink szerint elfogadhatatlannak tartjuk.
Kísérletezzen a szétszereléssel, hogy megfigyelje a belső szerkezetet
Ólom-savas akkumulátor
Az LA akkumulátor belsejében szinte semmi védelem nincs, a légszelep csak egy könnyen eltávolítható gumihüvely, az egyes cellák között pedig nincs védelem.
A kék gumihüvely eltávolításával a belső pólusrész és az elektrolit közvetlenül szabaddá válik. Belül nincs védelem.
LFP akkumulátor
Az LFP akkumulátor belsejében szerkezeti védőeszközök találhatók, például védőlemezek és habszivacs különféle funkciókkal, a belső egycellák belső szerkezete pedig rövidzárlat elleni védelemmel rendelkezik.
Következtetés
Összefoglalva, a LiFePO4 akkumulátorok kiváló lehetőséget jelentenek tengeri alkalmazások, például pergetőmotorok, elektromos járművek, például lakóautók és napelemes rendszerek táplálására. Számos előnnyel rendelkeznek az ólom-savas akkumulátorokhoz képest, beleértve a könnyű súlyt, a hosszabb élettartamot, a gyorsabb töltést, a jobb teljesítményt, a biztonságot és a karbantartásmentes működést. Bár kezdetben drágábbak lehetnek, kiváló teljesítményük és hosszabb élettartamuk hosszú távon költséghatékonyabb megoldássá teszi őket. Ha azt tervezi, hogy cserélje ki a trolling motorját vagy a lakóautó akkumulátorát, jó választás lehet egy LiFePO4 akkumulátor vásárlása.
Blog posts
-
, Von Liu Ling Mi az optimális súlya egy 12 V -os akkumulátornak egy hajóhoz ?
-
, Von Liu Ling A legjobb tippek a meglévő akkumulátor kibővítéséhez: Engedje el a további teljesítményt
-
, Von Liu Ling Meddig vannak a lakóautó akkumulátorok ?
