Het vermogen maximaliseren met LifePo4 -batterijen: een vergelijking met loodbatterijen
, Van PQ DE, 17 min leestijd
Het kiezen van de juiste batterij is cruciaal voor veel toepassingen, bijvoorbeeld: Bijvoorbeeld voor zonne-energiesystemen, elektrische voertuigen en maritieme toepassingen. Twee van de populairste batterijtypen zijn LiFePO4 en loodzuuraccu's. In dit artikel onderzoeken we de verschillen tussen LiFePO4 en loodzuuraccu's en beargumenteren we waarom LiFePO4 de betere optie is.
Mededeling: Alle gegevens zijn afkomstig van de Power Koningin Laboratorium.
Voorbeeldproduct:
LFP-50: Power Queen 12,8V 50Ah LiFePO4 Batterij
LFP-100: Power Queen 12,8V 100Ah LiFePO4-batterij
Samenvatting van de vergelijking:
| batterijtype | LoodzuuraccuN | LevensenergiePO4 Bbatterijen | ||
| VRLA-50AH | VRLA-100AH | 12V50Ah | 12V100Ah | |
| Energiedichtheid | laag | laag | 3 zojuist hoger als Loodzuuraccu | 3 zojuist hoger als Loodzuuraccu |
| Interne weerstand En Zelfontlading | hoog | hoog | laag | laag |
| tarief afvoer | slecht | slecht | Goed | Goed |
| Temperatuurtolerantie | slecht | slecht | Goed | Goed |
| leven | 300 | 300 | 4000 | 4000 |
Energiedichtheid – vergelijking van gewicht, grootte en capaciteit
Bij het selecteren van een accu zijn het gewicht en de grootte van de accu belangrijke factoren om rekening mee te houden, vooral in toepassingen waarbij mobiliteit belangrijk is. In deze vergelijking kijken we naar het gewicht, de afmetingen, de modelspecificaties en de energiedichtheid van VRLA- en LFP-batterijen.
| Batterijtype | Gewicht(kg） | Dimensie(cm3） | Model | Energiedichtheid (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 |
In deze vergelijking hebben we vijf verschillende accu's bekeken: VRLA-50AH, VRLA-100AH, VRLA2-100AH, LFP-50AH en LFP-100AH. Het gewicht van deze accu's varieerde van 10,97 lb voor de LFP-50AH tot 60,4 lb voor de VRLA-100AH. Ook de afmetingen van de batterijen varieerden, van 6,7 x 7,5 x 6,7 inch voor de LFP-50AH tot 13 x 6,7 x 8,42 inch voor de VRLA-100AH en VRLA2-100AH.
Ook de modelspecificaties verschilden per accu, waarbij de spannings- en capaciteitswaarden varieerden van 12V 50Ah voor de LFP-50 AH tot 12V 100Ah voor de VRLA-100 AH en de LFP-100 AH. Tot slot hebben we de energiedichtheid van elke batterij vergeleken in Ah/kg, waarbij de LFP-batterijen een aanzienlijk hogere energiedichtheid hebben dan de VRLA-batterijen. Bij het selecteren van een accu is het belangrijk om rekening te houden met zowel het gewicht als de energiedichtheid om er zeker van te zijn dat de accu geschikt is voor uw specifieke toepassing.
Vergelijking van de ontladingscapaciteit
De ontlaadcapaciteit heeft betrekking op de maximale hoeveelheid stroom die een batterij gedurende een bepaalde periode kan ontladen, meestal uitgedrukt in ampère (A) of als een veelvoud van de batterijcapaciteit, bijvoorbeeld Bijvoorbeeld C/10 of C/20. Het geeft het vermogen van de batterij weer om energie te leveren met een bepaald tempo, waarbij hogere tempo's overeenkomen met snellere ontlading en lagere tempo's met langzamere ontlading. De ontlaadcapaciteit is een belangrijk prestatiekenmerk van een batterij, vooral voor toepassingen waarbij een hoog uitgangsvermogen vereist is, zoals: Bijvoorbeeld elektrische voertuigen of elektrisch gereedschap.
Vergeleken met LFP-batterijen hebben LA-batterijen een aanzienlijk slechtere spanningsstabiliteit tijdens ontlading.
Elke curve in de grafiek illustreert het effect van ontladen met een snelheid van 0,2 C op de spanningsstabiliteit, waarbij de spanning van de loodzuuraccu snel daalt en de LFP-accu een veel grotere stabiliteit vertoont.
Vergelijking van interne weerstand en zelfontlading
De interne weerstand is een belangrijke eigenschap van een batterij die de prestaties ervan kan beïnvloeden. Wanneer een batterij wordt gebruikt, genereert de elektrische stroom warmte in de batterij vanwege de weerstand die de stroom biedt. Deze hitte kan leiden tot energieverlies en de algehele efficiëntie van de batterij verminderen. Een hogere interne weerstand betekent ook dat er meer vermogen nodig is om dezelfde hoeveelheid stroom door de batterij te sturen. Dit kan leiden tot een spanningsval en een vermindering van de batterijcapaciteit.
|
| VRLA-50 | VRLA-100 | VRLA2-100 | LFP-50 | LFP-100 |
| Interne weerstand (mΩ) | 7,95 | 5.23 | 4.553 | 1 | 1 |
We zien dat loodaccu's een zeer hoge interne weerstand hebben. Loodzuuraccu's hebben een hoge interne weerstand vanwege hun ontwerp en chemische samenstelling. De platen in de batterij zijn gemaakt van lood. Lood heeft een relatief lage geleidbaarheid vergeleken met andere metalen, zoals koper. Bovendien is de elektrolyt die in loodzuuraccu's wordt gebruikt een verdunde zwavelzuuroplossing, die een relatief hoge weerstand heeft vergeleken met andere soorten elektrolyt. Deze factoren dragen bij aan de hoge interne weerstand van loodzuuraccu's, wat van invloed kan zijn op hun prestaties en efficiëntie.
Zelfontlading is een andere belangrijke factor die de prestaties van een accu beïnvloedt. Zelfs als een batterij niet in gebruik is, verliest deze geleidelijk aan lading door chemische reacties in de batterij. De zelfontladingssnelheid kan variëren afhankelijk van het type en de leeftijd van de batterij, maar ook van andere factoren zoals temperatuur en opslagomstandigheden. Zelfontlading kan een probleem vormen bij apparaten die u niet vaak gebruikt, omdat de batterij dan leeg kan raken voordat u hem weer kunt gebruiken. Het kan ook de algehele capaciteit van de batterij op den duur verminderen, wat de prestaties en levensduur kan beïnvloeden.
| type | dag 1 | dag 6 | dag 11 | dag 16 | dag 21 | dag 26 | dag 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 | |
Volgens de gegevens hebben LiFePO4-accu's een aanzienlijk lagere interne weerstand en een lagere zelfontlading dan loodzuuraccu's. Deze eigenschappen dragen bij aan de superieure capaciteit en langere levensduur van LiFePO4-accu's.
Vergelijking van temperatuurtolerantie
Temperatuurtolerantie heeft betrekking op het temperatuurbereik waarbinnen een batterij veilig en effectief kan functioneren. Batterijen zijn temperatuurgevoelig en extreme hitte of kou kunnen de prestaties en levensduur ervan aanzienlijk beïnvloeden.
Als u een batterij blootstelt aan temperaturen buiten het opgegeven bereik, kan dit onherstelbare schade aan de interne componenten veroorzaken en resulteren in een verminderde capaciteit, een kortere levensduur en zelfs veiligheidsrisico's zoals lekkage of explosie. Over het algemeen kunnen hoge temperaturen de chemische reacties in de batterij versnellen, wat leidt tot snellere degradatie en verminderde prestaties. Lage temperaturen kunnen daarentegen de chemische reacties vertragen, waardoor de batterij minder efficiënt wordt en de capaciteit afneemt.
Daarom is het bij de keuze en het gebruik van batterijen belangrijk om rekening te houden met de temperatuurtolerantie van het specifieke batterijtype en ervoor te zorgen dat de batterij binnen het aanbevolen temperatuurbereik wordt gebruikt. Hiermee kunt u de levensduur van de batterij verlengen en de prestaties en veiligheid ervan op lange termijn behouden.
Laten we nu eens kijken naar de vergelijking van deze twee batterijtypen:
| type | VRLA-100Ah | VRLA-50Ah | LFP-100 | LFP-50 |
| Beginspanning | 13.05 | 13,15 | 13,19 | 13,19 |
| 80℃10 notulen | 13,03 | 13,13 | 13,19 | 13,19 |
| 25℃10 notulen | 13,03 | 13,14 | 13,19 | 13,20 |
| 80℃10 notulen | 13,01 | 13,11 | 13,19 | 13,20 |
| 25℃10 notulen | 13,00 | 13,11 | 13,20 | 13,20 |
| 80℃10 notulen | 12,58 | 13,09 | 13,20 | 13,20 |
| 25℃10 notulen | 12,57 | 13,10 | 13,20 | 13,20 |
De LiFePO4-accu heeft een grotere temperatuurtolerantie dan loodzuuraccu's.
Waterbestendigheidstest
Waterdichtheid betekent dat de batterij zo is ontworpen dat deze bestand is tegen schade door contact met water of andere vloeistoffen.Een waterdichte batterij is minder gevoelig voor corrosie, kortsluiting of andere problemen die de batterij kunnen beschadigen als deze wordt blootgesteld aan vocht. Houd er echter rekening mee dat waterdichte batterijen niet volledig bestand zijn tegen waterschade en dat u ze in vochtige omgevingen toch voorzichtig moet behandelen.
Spoel de accu gedurende 10 minuten aan beide kanten af met water en meet vervolgens de spanning voor en na het vervangen.
Loodzuuraccu's hebben een slechte spanningsstabiliteit voor en na.
Capaciteit van de hogetemperatuurcyclus
Een hogetemperatuurcyclus houdt in dat een batterij gedurende een langere periode wordt blootgesteld aan temperaturen die hoger zijn dan het aanbevolen bedrijfsbereik. Dit kan leiden tot een versnelde achteruitgang van de batterij, wat kan resulteren in een verminderde capaciteit en een kortere levensduur van de batterij. Het kan ook het risico op veiligheidsrisico's zoals lekkages, zwellingen of zelfs thermische ontregeling vergroten. Nu leggen we de batterijen in een temperatuur van 55° (131°F) om te kijken hoe ze presteren.
Conclusie: De cyclusstabiliteit van LA-accu's is veel slechter dan die van LFP-accu's.
De capaciteit wordt weergegeven door de blauwe curve en de gezondheid door de rode curve.
Uit ons batterijschattingsmodel blijkt dat een batterij met een gezondheidstoestand (SOH) van 80% bij normaal gebruik tot 300 cycli meegaat, terwijl een LFP-batterij tot 4000 cycli meegaat.
Een batterij met minder dan 80% SOH beschouwen wij volgens onze normen als onacceptabel.
Experimenteer met demontage om de interne structuur te observeren
Loodzuuraccu
Er zit vrijwel geen bescherming in de LA-batterij. Het luchtventiel is slechts een rubberen omhulsel dat eenvoudig verwijderd kan worden. Er zit ook geen bescherming tussen de afzonderlijke cellen.
Door het verwijderen van de blauwe rubberen huls worden het binnenste poolstuk en de elektrolyt direct blootgelegd. Er is geen bescherming van binnen.
LFP-batterij
In de LFP-batterij bevinden zich structurele beschermingsvoorzieningen zoals beschermplaten en schuimkatoen met verschillende functies. De interne structuur van de interne afzonderlijke cellen is voorzien van kortsluitbeveiliging.
Conclusie
Samenvattend zijn LiFePO4-accu's een uitstekende optie voor de stroomvoorziening van maritieme toepassingen zoals elektromotoren, elektrische voertuigen zoals campers en zonnesystemen. Ze bieden diverse voordelen ten opzichte van loodzuuraccu's, waaronder een lager gewicht, een langere levensduur, sneller opladen, betere prestaties, veiligheid en onderhoudsvrije werking. Hoewel ze in eerste instantie misschien duurder zijn, zijn ze dankzij hun betere prestaties en langere levensduur op de lange termijn een voordeligere optie. Als u van plan bent om uw elektromotor of camperaccu te vervangen, kan het een goede keuze zijn om te investeren in een LiFePO4-accu.
Blogberichten
-
, Van Liu Ling Wat is het optimale gewicht van een 12V -batterij voor een boot ?
-
, Van Liu Ling Beste tips voor het uitbreiden van uw bestaande Batteryank: laat meer prestaties los
-
, Van Liu Ling Hoe lang doen campatbatterijen ?
