22 Jahre Batterieanpassung
Jul 08, 2023 Seitenansicht：101
Der jüngste rasante Fortschritt der Batterieindustrie hatte enorme Auswirkungen auf die Welt. Dank der Einführung leistungsstärkerer Batterien sind überlegene Technologien jetzt erschwinglicher und leistungsstärker.
Lithiumbasierte Batterien sind derzeit im Allgemeinen die beste Technologie. Ihre Chemie und Konstruktion ermöglichen es ihnen, über längere Zeiträume eine bessere Leistung zu erbringen. Aber auch innerhalb der großen Kategorie gibt es Unterkategorien, die besser funktionieren als andere.
Lithium-Ionen-Phosphat (LiFePO4 oder einfaches LFP) ist die neueste Entwicklung. Es ist eine starke Chemie, die in den letzten Jahren die Batteriepreise gesenkt hat. Seine Effizienz hat den Batterieverbrauch verbessert und Türen für weitere Innovationen geöffnet.
LFP-Batterien ersetzen langsam Lithium-Ionen-Batterien als beste Wahl für die meisten Anwendungen. Sie werden in netzunabhängigen und solarbetriebenen Anlagen, Elektrofahrzeugen und vielen anderen Anwendungen eingesetzt, die viel Energie benötigen.
Aber was ist eine LFP-Batterie? Wie unterscheidet es sich von anderen Batterien und wo kann es verwendet werden?
Wir werden diese Fragen in diesem Ratgeber beantworten.
Was ist eine LFP-Batterie?
LFP-Batterien unterscheiden sich nicht wesentlich von Lithium-Ionen-Batterien, sie bieten lediglich weitere Vorteile, die sie für Verbraucher-Notstromlösungen besser geeignet machen. Im Allgemeinen handelt es sich um wiederaufladbare Batterien, genau wie Li-Ionen. Sie nutzen Lithium-Ionen auch zur Gewinnung und Freisetzung elektrischer Energie.
Obwohl sie sich in vielerlei Hinsicht ähneln, gibt es auch einige bemerkenswerte Unterschiede. Und das können wir der Definition von LFP-Batterien unten entnehmen.
LFPs sind eine Untergruppe von Li-Ionen-Batterien, die einzigartige chemische Eigenschaften nutzen, um mehr Vorteile zu bieten und die meisten Probleme mit Li-Ionen-Batterien zu lösen. Dank ihrer Energielösungen erfreuen sie sich heute immer größerer Beliebtheit.
Die Batterien werden nach der chemischen Zusammensetzung der Kathode benannt. Es enthält Lithium-Ionen-Phosphat (LiFePO4). Die Anode speichert die Kohlenstoffmaterialien wie bei anderen lithiumbatterien, während der Elektrolyt Lithiumsalz in einem organischen Lösungsmittel ist.
Zu den Merkmalen, die diese Batterien einzigartig machen, gehören ihre verbesserten Sicherheitsfunktionen. Die Ionen-, Phosphat- und Sauerstoffatome der Kathode bilden die stärkste kovalente Bindung und sorgen so für eine stabilere Batterie. Daher sind LFP-Batterien weniger anfällig für thermisches Durchgehen und Überhitzung.
Was sind die Eigenschaften der LFP-Batterie?
Der beste Weg, LiFePO4-Batterien zu verstehen, sind ihre Eigenschaften. Wie bereits erwähnt, sind dies die akkus mit den besten Eigenschaften auf dem aktuellen Markt. Damit verfügen sie über die Top-Eigenschaften der leistungsstärksten akkus. Dazu gehören Folgendes:
Zyklusleistung
Batterien machen etwa die Hälfte der Kosten von Elektrofahrzeugen aus. Es bestimmt, wie viel Sie für das Fahrzeug und andere elektronische Geräte ausgeben.
LFP-Batterien weisen stabilere chemische Eigenschaften auf dem Elektrodenmaterial auf, was eine sehr geringe Ladung sowie Volumen- und Spannungsladung während der Entladephase gewährleistet. Dadurch haben die Batterien unter verschiedenen Bedingungen einen sehr langen Entladevorgang.
Beste Entlastung bei unterschiedlichen Tarifen
LFP-Batterien können mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufgeladen werden. Daher nimmt die Entladekapazität in einigen Systemen mit zunehmendem Entladestrom schnell ab. Die Auswirkungen sind bei LFP-Batterien viel geringer als bei anderen.
Erwägen Sie das Entladen einer 20-Ah-LFP-Batterie bei 0,5 °C, 1 °C und 3 °C. Der Entladestrom steigt von 0,5 auf 3C, wobei die Entladekapazität leicht abnimmt. Dieser Rückgang beträgt jedoch nicht mehr als 5 %. Es zeigt, dass LFP-Batterien bei unterschiedlichen Entladeraten relativ stabil bleiben.
Schnelles Laden
LFP-Batterien verfügen über die höchste Ladeleistung, weshalb sie häufig in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Notladestrategien werden in unerwarteten Situationen implementiert, was die Verwendung von LFP-Batterien komfortabler macht.
Sicherheit
Sicherheit war schon immer ein wichtiges Anliegen, insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien. Viele dieser Batterien sind explodiert und haben Brände verursacht. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Materialien verwendet, um solche Probleme zu lösen.
Das Ergebnis war die Entdeckung von LFP-Batterien. Sie sind chemisch sehr stabil und können bei hohen Temperaturen außergewöhnlich gut funktionieren.
Bei den meisten Batterien führt eine hohe Temperatur zur Zersetzung und zur Freisetzung von Sauerstoff. Dies ist einer der Hauptgründe, warum Batterien Brände verursachen.
Die Sicherheitsleistung von LFP-Batterien ist hervorragend. Sie verfügen über ein hervorragendes strukturelles Design, das eine verbesserte Sicherheit gewährleistet. Die Batterien brennen oder explodieren nicht unter Stößen, Kurzschlüssen oder anderen gefährlichen Bedingungen.
Es wurden Tests durchgeführt, um festzustellen, wie sicher diese Batterien sind. In einem Fall wird eine vollständig geladene LFP-Batterie mit einem Nagel durchstochen und ihre Spannungs- und Temperaturänderungen aufgezeichnet. Die Spannung fällt zu Beginn schnell ab, wobei eine gewisse Wärmemenge freigesetzt wird und die Temperatur steigt.
Da jedoch das interne Vakuum der Batterie nach dem Durchstechen abfällt, verformt sich der Kurzschlusskontakt und es entsteht ein schlechter Kontakt. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt keine Wärmeabgabe mehr und die Spannung stabilisiert sich. Der leichte Temperaturanstieg ist zu unbedeutend, um eine ernsthafte Bedrohung darzustellen.
Energiedichte
Die Gewichtsenergiedichte ist als Parameter für die Batterieleistung äußerst wichtig. LFP-Batterien haben eine höhere Energiedichte als andere Batterien und sind daher die am besten geeignete Lösung für höhere Stromverbrauchsanforderungen.
Entladeleistung
An manchen Orten auf der Welt herrschen niedrigere Temperaturen, an anderen dagegen höhere. Es ist entscheidend, Batterien zu finden, die sich bei unterschiedlichen Temperaturen effizient entladen. Und LFPs sind die beste Option.
Niedrige Temperaturen wirken sich auf die Batterieleistung aus. LFP-Batterien geben bei Raumtemperaturen von -20 °C nur 55 % ihrer Kapazität ab, was Auswirkungen auf die Fahrzeuge während des Betriebs haben kann. Allerdings nimmt die Entladekapazität einer einzelnen Batterie mit sinkender Temperatur ab. Elektrofahrzeuge kombinieren in der Regel viele Batterien, die beim Fahren des Fahrzeugs Wärme abgeben, wodurch die Auswirkungen niedriger Temperaturen verringert werden.
Was sind die Hauptanwendungen von LFP-Batterien?
LFP-Batterien bieten die beste Leistung in der Branche. Sie sind stabiler, liefern mehr Leistung und halten länger. Sie werden verwendet in:
Elektrofahrzeuge. Das Wachstum und die Entwicklung von Elektrofahrzeugen sind auf diese Batterien zurückzuführen.
Startstromversorgung. Die Batterien werden verwendet, um eine sofortige Leistungsabgabe zu ermöglichen und herkömmliche Blei-Säure-Batterien zu ersetzen.
Energiespeichersysteme. Hohe Arbeitsspannung, große Energiedichte, langer Lebenszyklus, geringe Selbstentladung, umweltfreundlicher Umweltschutz und ähnliche Vorteile machen LFPs perfekt für große elektrische Energiespeicheranlagen.
LFP-Batterien eignen sich gut für den Einsatz in sicheren Netzverbindungen von erneuerbaren Energielösungen, dezentralen Kraftwerken, USV-Systemen, Notstromversorgungsstationen und mehr. Sie werden auch in den meisten tragbaren elektronischen Geräten verwendet. LFP-Batterien können übernehmen und jedes andere Gerät auf dem Markt vollständig mit Strom versorgen.
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