Что делает аккумулятор лучшим среди других? Несомненно, это высокая производительность, доступная цена, экологичность, безопасность и надежность хранения энергии. В этой статье мы изучим все достоинства и недостатки литий-полимерных (LiPo) и литий-железо-фосфатных (LiFePO4, LFP) аккумуляторов, чтобы выбрать лучший из них.
Особенности LiPo аккумуляторов
В литий-полимерных батареях в качестве материала катода применяется интеркалированное соединение лития (например, кобальт лития на алюминиевой фольге), а качестве электролита – полимерный материал. Анодом может служить медная фольга с графитовым напылением.
Преимуществами LiPo технологии считаются:
- Легкость и тонкость элементов, что позволяет изготавливать компактные батареи любой формы.
- Высокая плотность энергии: 130–200 Вт·ч/кг.
- Возможность зарядки и разрядки большим током. Силовые LiPo аккумуляторы могут достигать высоких скоростей разряда, максимум до 50C (непрерывный) и 150C (импульсный), т.е. позволяет выделять значительное количество энергии за короткий промежуток времени.
- Низкий саморазряд – 5% в месяц.
- Практически отсутствует эффект памяти.
- Необслуживаемая конструкция.
Благодаря своей легкости, энергоемкости и высокой производительности литий-полимерные батареи отлично подходят для компактных, но мощных устройств: электроинструментов, гоночных автомобилей, игровых ноутбуков. Они также широко используются в дронах, цифровых камерах, субноутбуках, радиоуправляемых игрушках.
Недостатками LiPo аккумуляторов считаются:
- Повышенная опасность возгорания при перегреве, поэтому в литий-полимерные батареи сразу встраивают защитную плату.
- Быстрое старение даже при хранении. Потеря емкости до 20 % за 2 года.
- Меньший ресурс: 800-1000 циклов зарядки-разрядки.
- Стоимость в сравнении с другими типами литиевых батарей.
- Сильная потеря емкости на морозе.
Особенности LiFePO4 аккумуляторов
Здесь используется графитовый углеродный электрод в качестве анода и литий-железо-фосфат в качестве катода. Батареи LiFePO4 считаются самыми надежными и безопасными для применения в напольном складском транспорте, промышленном оборудовании. Их также используют для солнечных электростанций, портативных накопителей энергии, электрических лодок и других устройств, для которых важнее безопасность, чем вес аккумулятора.
Основные достоинства LFP/LiFePO4:
- Значительно безопаснее, чем LiPo: как правило, не загораются, не взрываются при повреждении, а только нагреваются и дымятся.
- Не склонны к лавинообразному тепловому разгону.
- Долговечность – жизненный цикл в 2-7 раз больше: 2000-7000 циклов зарядки-разрядки до утраты 20% ёмкости. Срок хранения до 15 лет
- Достаточно высокая плотность энергии: 90–160 Вт·ч/кг.
- Низкий саморазряд: 3–5% в месяц, если хранить при комнатной температуре.
- Стабильное напряжение при разряде.
- Устойчивость к жаре и холоду: работа при температурах от — 30°С до +55°С.
- Благодаря напряжению элементов в 3,2В хорошо подходят для замены свинцово-кислотных батарей.
- Экологичность, благодаря отсутствию в составе токсичного кобальта.
- Доступные цены на элементы.
К недостаткам LFP-аккумуляторов относятся:
- Не подходят для портативных устройств из-за низкой плотности энергии. Они более тяжелые и громоздкие в сравнении с другими литий-ионными батареями такой же ёмкости.
- Снижение зарядного тока при отрицательной температуре элементов.
Заключение
Изучив все плюсы и минусы LiFePO4 или LiPo батарей легко увидеть, что первые лучше подходят для стационарного оборудования и крупной техники, а вторые – для портативных устройств и легкой техники, нуждающейся в большом запасе энергии.