Lítium-vas-foszfát akkumulátor vagy háromkomponensű lítium? Hogyan válasszunk?

A lítium-ion akkumulátor technológia szinte minden elektronikus eszköz energiaellátásának sarokkövévé vált. A lítium-ion akkumulátorok különböző típusai közül a háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok és a lítium-vas-foszfát (LiFePO4) akkumulátorok jelentős figyelmet kaptak eltérő teljesítményjellemzőik és alkalmazásaik miatt.

A lítium akkumulátorokat széles körben használják a zöld energiaiparban

Az évek során számos akkumulátor márka erősen reklámozta termékeinek bizonyos tulajdonságait, gyakran figyelmen kívül hagyva e két kémiai összetétel előnyeit és hátrányait. Míg egyes marketing nyilatkozatok a fogyasztási cikkek ágazatában alkalmazhatóak lehetnek, az ezeket a termékeket használó ipari szakemberek számára potenciálisan kellemetlen helyzeteket teremthetnek.

Valójában, legyen szó akár a háromkomponensű lítium-ion cellákról, akár a lítium-vas-foszfát cellákról, mindegyiknek megvannak a maga erősségei és gyengeségei. Az alábbi lista támpontot nyújt a mérlegeléshez.

 Mind a háromkomponensű lítium-, mind a lítium-vas-foszfát cellákat széles körben használják az elektromos járművekben. 

Háromkomponensű lítium-ion (LiNixCoyMn1-x-yO2) akkumulátor

Előnyök:

1. Nagy energiasűrűség: A háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok viszonylag nagy energiasűrűséget mutatnak. Egyenlő tömeg esetén a háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok kapacitása 1,7-szerese lehet a lítium-vas-foszfát akkumulátorokénak.
2. Nagy töltési sebesség: A háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok töltési és kisütési teljesítménye kétszerese a lítium-vas-foszfát akkumulátorokénak.
3. Viszonylag alacsony önkisülési sebesség: A háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok alacsonyabb önkisülési rátával rendelkeznek, ami kisebb kapacitásveszteséget eredményez a hosszabb tárolási időszakok során.
4. Jobb alacsony-hőmérsékleti teljesítmény: A lítium-ion akkumulátorok jobb kisütési teljesítményt mutatnak hideg régiókban vagy szélsőséges hőmérsékleten, mint a lítium-vas-foszfát akkumulátorok
5. Jobb cellaillesztési konzisztencia: Több töltési és kisütési ciklus után a háromkomponensű lítiumion-akkumulátorok nagyfokú konzisztenciát képesek fenntartani az akkumulátorcsomagok és cellák között, késleltetve ezzel az öregedési folyamatot.

Hátrányok:

1. Magasabb költségek: A magasabb anyagköltségek miatt a háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok gyártási költsége viszonylag magas. Például a SWIT által használt háromkomponensű lítium-ionos akkumulátorok 50%-kal drágábbak, mint a más akkumulátorgyártók által használt lítium-vas-foszfát akkumulátorok.
2. Korlátozott élettartam: A háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok élettartama 80%-os kisülési mélység (DOD: Depth of Discharge) mellett általában 300-500 ciklus.

Lítium-vas-foszfát (LiFePO4) akkumulátor

Előnyök:

1. Nagyobb biztonság: A lítium-vas-foszfát akkumulátorok biztonságosabbak és stabilabbak más típusú lítium-ion akkumulátorokhoz képest, kisebb a túlmelegedés kockázata.
2. Magas ciklusszám: A lítium-vas-foszfát akkumulátorok több mint 2000 ciklust képesek elérni, miközben 80%-os kapacitásuk megmarad.
3. Viszonylag alacsony költség: A lítium-vas-foszfát akkumulátorokban használt anyagok viszonylag olcsók, ami alacsonyabb gyártási költségeket és versenyelőnyt eredményez a nagy kapacitású akkumulátorok esetében.

Hátrányok:

1. Alacsonyabb energiasűrűség: A lítium-vas-foszfát akkumulátorok energiasűrűsége alacsonyabb, mint a háromkomponensű lítium-ion akkumulátoroké, így kihívást jelent ugyanolyan kapacitás elérése azonos tömeg mellett.
2. Gyenge alacsony hőmérsékleti teljesítmény: A lítium-vas-foszfát akkumulátorok teljesítménye jelentősen romlik alacsony hőmérsékletű környezetben, 100 ciklus után -10°C-on 85%-os kapacitásveszteséget mutat.

A SWIT akkumulátorok -20 Celsius fokos (-4 Fahrenheit) környezetben is használhatók.

Akár az elektromos járműiparban, akár az energiatároló iparban a háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok és a lítium-vas-foszfát akkumulátorok közötti választás az alkalmazás egyedi követelményeitől függ. Az akkumulátorok teljesítményét az akkumulátor-kezelő rendszerek (BMS), a valós felhasználási körülmények és az eszköz jellemzői is meghatározzák, az akkumulátorcellák kémiai összetétele pedig bizonyos mértékig befolyásolja a teljesítményt.

Miért választja a SWIT a háromkomponensű lítium akkumulátor cellákat?

Jelenleg a film- és televíziós ipar egyedi igényei miatt a SWIT a magasabb költségű háromkomponensű lítium-ion akkumulátorcellákat választotta, hogy könnyű, nagy kapacitású akkumulátorokat biztosítson, amelyek akár -20°C-os hőmérsékleten is képesek normálisan működni.

A SWIT az akkumulátorok tervezésekor a biztonságot helyezi előtérbe

Ami az élettartamot illeti, a SWIT akkumulátorcellák gondos kiválasztása és a pontos BMS-kalibrálás még 500 ciklus után is 80%-os maradék kapacitást garantál. A SWIT emellett jelentős összegeket fektet be az olyan biztonsági intézkedésekbe, mint a túlfeszültség-védelem (OVP), az alulfeszültség-védelem (UVP), a túlhőmérséklet-védelem (OTP) és a túláram-védelem (OCP), hogy garantálja a háromkomponensű lítium-ion akkumulátorok biztonságát és stabilitását.

Az akkumulátorok élettartama meghatározott, és elhasználódó cikkek. A teljesítmény exponenciálisan csökken, miután a kapacitás 80%-os DOD-ra csökken. A jó felhasználói élmény biztosítása érdekében ajánlott az akkumulátorokat a tényleges körülmények figyelembevételével cserélni. A SWIT azt is tanácsolja, hogy az akkumulátorokat 6 havonta teljesen töltse fel és így tárolja, ha hosszabb ideig nem használja őket, hogy megelőzze a hosszan tartó lemerültségből eredő károkat.

Az akkumulátorok teljesítményét és biztonságát számos tényező befolyásolja, beleértve a gyártási folyamatokat is.

Mivel a lítium-ion akkumulátorok nagy energiasűrűségük miatt bizonyos kockázatokat rejtenek magukban, javasoljuk, hogy a felhasználók válasszák a professzionális gyártók által tervezett és gyártott akkumulátorokat, hogy csökkentsék a berendezések károsodásának és a tárolóhelyiségekben keletkező tüzek kockázatát.