Что лучше – LiFePO4 или Li-ion аккумулятор?
- Особенности Li-ion аккумуляторов
- Особенности LiFePO4 аккумуляторов
- Сравнение элементов питания Li-ion или LiFePO4
- Применение разных типов литиевых аккумуляторов
- Что выбрать, LiFePO4 или Li-ion
Разные вещества в составе химических источников тока носят свои особенности работы, это отражается на свойствах батареи в целом. Сравнение литиевых аккумуляторов поможет разобраться в разнице между ними, сопоставить характеристики, оценить плюсы и минусы. В этой статье мы возьмем два основных современных типа АКБ и выясним, какой лучше — Li-ion или LiFePO4.
Особенности Li-ion аккумуляторов
В устройстве литий-ионных аккумуляторов присутствуют электроды, электролит, пористый сепаратор и контакты. Для изготовления отрицательных пластин используется графит, а в качестве электролита обычно выступает смесь карбоната и LiPF6. Катодом могут быть:
- LiCoO2 — кобальтат лития;
- LiMn2O4 — литий-марганцевая шпинель;
- LiNiCoMnO2 — литий-кобальт-марганцевая шпинель.
Особенностью является высокая удельная энергоёмкость, благодаря которой батарея при небольшом весе имеет больший заряд. Правда, этот типаккумуляторов чувствителен к значительным перезарядам и хроническому разряду до отказа.
Производственная технология проходит регулярные улучшения, чтобы повысить эффективность и безопасность батарей Li-ion.
Эксплуатационные характеристики литий-ионных аккумуляторов:
- Высокая токоотдача;
- Лёгкий вес при высоких размерах ёмкости;
- Способность работать в диапазоне температур -20…+60°С;
- Маленький процент саморазряда, теряет заряд менее 10% месяц;
- Большой ресурс: 500-1000 циклов эксплуатации до того, как АКБ потеряет 80% своего паспортного заряда;
- Номинальное напряжение 3,6-3,7 Вольт, люфт допустимого для работы напряжения 2,8-4,2 Вольт.
Особенности LiFePO4 аккумуляторов
Это сравнительно новый вид аккумуляторов, массовое их производство стартовало только в 2006 году. В основе принципа действия — использование нано-электродов, что позволяет увеличить площадь активной поверхности для обмена ионами.
Катодом аккумуляторов LiFePO4 выступает литий-феррофосфат. Они тяжелее по весу, чем идентичные по емкости модели других типов АКБ.
Особенности литий-феррум-полимерного аккумулятора:
- Номинал напряжения от 3 до 3,3 Вольт;
- Огромный ресурс — более 2000 эксплуатационных циклов (заряд и разряд);
- Стабильная работа в экстремальных термических условиях -30…+55°C;
- Зарядка аккумулятора происходит быстрее и занимает меньше времени;
- Минимальный саморазряд — всего <3% в год.
Сравнение элементов питания Li-ion или LiFePO4
Для простоты восприятия мы сведем в удобные списки отличия LiFePO4 от Li-ion, разделив их на два: раскроем преимущества каждого из аккумуляторов в сопоставлении с оппонентом.
Преимущества LiFePO4 над Li-ion
- Термоустойчивость. Литий-железо-фосфатные АКБ не настолько зависимы от температуры «за бортом». Например, при -18°C ток прокрутки сокращается в 2 раза, тогда как это значение у литий-ионных аналогов падает в 5 раз уже при +4°C.
- Дольше срок службы. Это связано с ресурсностью батарей: 2000 циклов против 500-1000 означает, что феррум-фосфатные аккумуляторы служат в 2-4 раза дольше.
- Стабильный уровень энергии для потребителя в ходе разряда.
- Готовность выдерживать перезаряд в таких масштабах, которые на литий-ионные батареи влияет пагубно.
- Полностью безопасная работа в контексте пожароопасности. Если элементы батареи получат сильное повреждение, они будут нагреваться, но до воспламенения не дойдет.
Преимущества Li-ion над LiFePO4
По сравнению с литий-ионными, энергоёмкость аккумуляторов LiFePO4 ниже на 14%. Этот единственный условный недостаток имеет фактическое значение только в ряде исключительных случаев, когда малый вес батареи при максимально возможной емкости выступает главным приоритетом в применении аккумулятора.
Такое разительное преобладание эксплуатационных выгод ферро фосфатных батарей перед литий-ионными неудивительно, ведь эта технология моложе и совершеннее. Ранее мы писали о том, почему LiFePO4 вытеснят свинцово-кислотные батареи в ближайшем будущем.
Применение разных типов литиевых аккумуляторов
Как правило, аккумуляторы Li-ion и Li-pol (литий-полимерные) используются в батареях для носимой техники: смартфоны, фото- и видеотехника, внешние аккумуляторы, радиоуправляемые игрушки. Благодаря невысокой стоимости их нередко применяют для стартеров. Этот тип источников питания не рассчитаны на то, чтобы давать сразу большой ток.
Конструкция батарей LiFePo4 покрывает потребности в бесперебойных источниках питания с более высокими токами, потому они применяются в автомобильной сфере, как замену свинцово-кислотной батареи. Несмотря на дорогое производство, феррум-фосфатные АКБ выигрывают за счет своей химической и термостабильности. Высоко ценится их напряжение, подаваемое в стабильной величине — это стало возможным благодаря очень узкому рабочему диапазону.
Что выбрать, LiFePO4 или Li-ion
Если ваше оборудование требовательно к стабильности уровня напряжения, и если позволяет бюджет, лучше выбрать батареи LiFePo4. Также стоит принять решение в их пользу, если вы планируете использовать электронику в холод и жару. Если нет необходимости в получении больших токов и в эксплуатации техники при экстремальных температурах, но важно обеспечить хороший запас ёмкости при минимальных габаритах и весе АКБ — выгоднее будет использовать Li-ion.
Перейти в каталог со всеми товарами можно по ссылкам:
