Tổng quan về pin lithium iron phosphate

Pin lithium iron phosphate là pin lithium ion sử dụng lithium iron phosphate làm vật liệu cực âm.Pin lithium iron phosphate có ưu điểm là độ an toàn cao, tuổi thọ dài, hệ số xả, khả năng chịu nhiệt độ cao, v.v. Nó được coi là thế hệ pin lithium mới.

1、Tính năng của pin lithium iron phosphate

 Hiệu suất an toàn tốt, đâm thủng không nổ, nạp quá mức không cháy nổ;

 tuổi thọ chu kỳ tốt, tuổi thọ của pin lithium iron phosphate lên tới 2000 lần trở lên;

 hiệu suất nhiệt độ cao tốt, phạm vi nhiệt độ hoạt động -20℃ đến 70℃;

 mật độ rung cao, công suất cao hơn trong cùng điều kiện;

 có thể nhận ra khả năng sạc nhanh 1C-5C, giúp giảm đáng kể thời gian sạc.

2、Trường ứng dụng

Lưu trữ năng lượng, thiết bị đặc biệt, robot, AGV, vận chuyển đường sắt, thiết bị y tế, dự phòng khẩn cấp, liên lạc năng lượng, v.v.

Ưu điểm của pin lithium iron phosphate

1、Hoạt động an toàn tốt

An toàn đến từ sự ổn định của vật liệu cực âm và thiết kế an toàn đáng tin cậy, bộ pin lithium iron phosphate đã được kiểm tra an toàn nghiêm ngặt, ngay cả khi va chạm mạnh sẽ không tạo ra vụ nổ.

2, vòng đời dài

Tuổi thọ chu kỳ của pin lithium iron phosphate 1C thường lên tới 2.000 lần, thậm chí hơn 3.500 lần và đối với thị trường lưu trữ năng lượng cần nhiều hơn 4.000-5.000 lần, cao hơn các loại pin lithium khác.

3, hiệu suất nhiệt độ cao

Đỉnh nhiệt của pin lithium iron phosphate lên tới 350 ~ 500 ℃, dải nhiệt độ hoạt động rộng (-20 ~ +75 ℃), nhiệt độ cao (60 ℃) vẫn có thể phát huy 100% công suất.

4、Sạc nhanh

Sử dụng bộ sạc đặc biệt, sạc 1.5C có thể làm đầy pin trong 40 phút.

5、Xanh lục

Pin lithium iron phosphate có màu xanh lá cây, không độc hại, không gây ô nhiễm, với nhiều loại nguyên liệu và giá rẻ.

Điện áp và dung lượng pin lithium iron phosphate

1, điện áp pin lithium iron phosphate

Điện áp danh định của pin lithium iron phosphate đơn là 3,2V, điện áp sạc là 3,6V và điện áp cắt xả là 2,0V.

Bộ pin lithium iron phosphate thông qua sự kết hợp hàng loạt của các tế bào để đạt được điện áp cần thiết của thiết bị, điện áp bộ pin = N * số kết nối nối tiếp.Điện áp gói pin lithium iron phosphate thường được sử dụng như sau:

Pin lithium iron phosphate 12V

Pin lithium iron phosphate 24V

Pin lithium iron phosphate 36V

Pin lithium iron phosphate 48V

2, dung lượng pin lithium iron phosphate

Dung lượng của bộ pin lithium iron phosphate dựa trên dung lượng và số lượng ô được kết nối song song, thường dựa trên các yêu cầu cụ thể của thiết bị điện để xác định, càng nhiều ô lithium iron phosphate được kết nối song song thì dung lượng càng lớn.

Dung lượng gói pin lithium iron phosphate phổ biến là 10ah, 20ah, 40ah, 50ah, 100ah, 200ah, 400ah, v.v.

Cấu trúc và nguyên lý làm việc của pin lithium iron phosphate

1, cấu trúc pin lithium iron phosphate

Như thể hiện trong hình, bên trái là cấu trúc olivine của LiFePO4 làm điện cực dương của pin, được nối với điện cực dương của pin bằng lá nhôm, ở giữa là màng ngăn polymer, ngăn cách điện cực dương với điện cực dương. điện cực âm, nhưng các ion lithium Li + có thể đi qua các electron không thể đi qua, bên phải là điện cực âm của pin bao gồm carbon (than chì), được kết nối với điện cực âm của pin bằng lá đồng.

2, nguyên tắc làm việc của pin lithium iron phosphate

Khi sạc pin LiFePO4, điện cực dương trong màng ngăn polymer lithium ion Li + được di chuyển sang điện cực âm;trong quá trình phóng điện, điện cực âm trong ion lithium Li + thông qua màng ngăn để di chuyển điện cực dương.Pin lithium-ion được đặt tên theo sự di chuyển qua lại của các ion lithium trong quá trình sạc và xả.

Bộ sạc pin lithium iron phosphate

1. Sạc pin LiFePO4

Nên sử dụng phương pháp sạc CCCV để sạc pin LiFePO4, tức là dòng điện không đổi đầu tiên và sau đó là điện áp không đổi.Dòng điện không đổi được khuyến nghị là 0,3 C. Điện áp không đổi được khuyến nghị là 3,65.

2, pin lithium iron phosphate và bộ sạc pin lithium ion có giống nhau không?

Cả hai phương pháp sạc pin đầu tiên là dòng điện không đổi và sau đó là điện áp không đổi (CCCV), nhưng điểm điện áp không đổi không giống nhau.

Điện áp danh định của pin lithium iron phosphate là 3,2V, điện áp ngắt khi sạc là 3,6V.

Điện áp danh định của pin lithium thông thường là 3,6V, điện áp cắt khi sạc là 4,2V.

3, với năng lượng mặt trời để sạc pin lithium iron phosphate

Các tấm pin mặt trời không thể sạc trực tiếp cho pin lithium iron phosphate, vì điện áp của tấm pin mặt trời không ổn định, không thể sạc trực tiếp cho pin lithium iron phosphate, cần có mạch ổn áp, nhưng cũng phải hỗ trợ lithium tương ứng mạch sạc pin sắt phốt phát để sạc.

4, với một máy phát điện để sạc pin lithium iron phosphate

Máy phát điện không thể trực tiếp sạc pin lithium iron phosphate, vì máy phát điện gửi điện cho dòng điện xoay chiều hoặc xung DC, việc sạc pin lithium iron phosphate phải được điều chỉnh DC.

Tuổi thọ của pin lithium iron phosphate và các yếu tố ảnh hưởng đến nó

1, pin lithium iron phosphate được sử dụng ở môi trường nhiệt độ phòng

 nạp và xả dòng điện nhỏ

Trong lĩnh vực ứng dụng này, pin lithium iron phosphate được sử dụng bình thường, về cơ bản là hơn 2000 lần vòng đời;các nhà sản xuất pin lithium nhỏ, chất lượng thấp hơn một chút so với 1000 lần vòng đời;

 tốc độ cao của các ứng dụng sạc và xả ổn định

Ứng dụng xả tốc độ cao, hầu hết các loại pin lithium năng lượng, hầu hết chúng được áp dụng để cung cấp năng lượng cho ứng dụng động cơ.Vì hầu hết các pin lithium iron phosphate được vận hành trong điều kiện tải cao, làm tăng thời gian phân rã của vật liệu pin, tuổi thọ của chu kỳ cũng vào khoảng 800 lần.

 sử dụng sạc/xả tốc độ cao không ổn định

Pin lithium iron phosphate dùng trong trường hợp này thì tuổi thọ sẽ còn ngắn hơn, chỉ khoảng 300 lần.

2, pin lithium iron phosphate được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao

Hiệu suất nhiệt độ cao của pin lithium iron phosphate không hoàn thiện lắm, nhiệt độ hoạt động -20 ℃ đến 125 ℃, phạm vi nhiệt độ cho giá trị lý thuyết, ứng dụng thực tế của phạm vi nhiệt độ nhỏ hơn.

 nạp và xả dòng điện nhỏ

Trong lĩnh vực ứng dụng này, việc sử dụng bình thường của pin lithium iron phosphate, nếu các nhà sản xuất thương hiệu pin tương đối mạnh, chất lượng tốt, về cơ bản là hơn 1.000 lần vòng đời;các nhà sản xuất pin lithium nhỏ, chất lượng ít hơn 500 lần so với vòng đời;do sử dụng ở nhiệt độ cao nên pin bị hư tương đối nhiều.

 tỷ lệ sử dụng sạc và xả ổn định cao

Vì hầu hết các pin lithium iron phosphate chạy trong điều kiện tải cao, đẩy nhanh thời gian phân rã của vật liệu pin, tuổi thọ của chu kỳ giảm mạnh, chất lượng pin kém, cũng có thể gấp khoảng 300 lần chu kỳ;sức mạnh của các nhà sản xuất thương hiệu pin, trong việc áp dụng công nghệ thiết bị và vật liệu sẽ tốt hơn, chất lượng của tế bào pin sẽ tốt hơn, nhưng vòng đời khoảng 500 lần.

 sử dụng sạc và xả không ổn định nhiều lần

Nhiệt độ cao cộng với tốc độ xả hoạt động không ổn định, pin bị hỏng nhiều hơn, tuổi thọ tương đối thấp, một số nhà sản xuất pin đã thử nghiệm lõi điện cho thấy 250 đến 300 lần như vậy, về cơ bản pin không thể sử dụng được.

3, pin lithium iron phosphate được sử dụng trong môi trường nhiệt độ thấp

Môi trường nhiệt độ thấp hiệu suất của pin lithium iron phosphate cao hơn nhưng cũng lớn, tình hình thị trường hiện nay, pin lithium iron phosphate dưới -20 ° C đến -40 ° C hoạt động, tuổi thọ giảm đáng kể, vòng đời khoảng 300 lần.

4, các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin lithium iron phosphate

 sạc và xả

Khi chọn bộ sạc, tốt nhất bạn nên sử dụng bộ sạc có thiết bị sạc đầu cuối chính xác đã được cắt, để không làm giảm tuổi thọ của pin lithium iron phosphate do sạc quá mức.Nói chung, sạc chậm tốt hơn sạc nhanh để kéo dài tuổi thọ của pin.

 Độ sâu xả

Độ sâu xả là yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin LiFePO4, độ sâu xả càng cao thì tuổi thọ của pin LiFePO4 càng ngắn.Nói cách khác, miễn là giảm độ sâu xả, tuổi thọ của pin lithium iron phosphate có thể được kéo dài đáng kể.Do đó, chúng ta nên tránh xả quá mức pin UPS Li-ion xuống điện áp quá thấp.

 Môi trường làm việc

Nếu sử dụng pin lithium iron phosphate ở nhiệt độ cao trong một thời gian dài, hoạt động điện cực của pin sẽ bị suy giảm và rút ngắn tuổi thọ, vì vậy đây là một cách tốt để kéo dài tuổi thọ của pin lithium iron phosphate. nhiệt độ hoạt động phù hợp càng nhiều càng tốt.

Tái chế pin lithium iron phosphate

Pin lithium iron phosphate đã nghỉ hưu không có giá trị sử dụng pin theo từng bước và việc sử dụng pin theo từng bước cuối cùng sẽ bước vào giai đoạn tháo dỡ và tái chế.Pin lithium iron phosphate và pin vật liệu ternary là khác nhau, không chứa kim loại nặng, tái chế chủ yếu là Li, P, Fe, sản phẩm tái chế có giá trị gia tăng thấp, cần phát triển lộ trình tái chế chi phí thấp.Chủ yếu có hai loại phương pháp phục hồi: phương pháp pyro và phương pháp ướt.

 Quy trình phục hồi sau hỏa hoạn

Quá trình thu hồi pyro truyền thống nói chung là đốt các mảnh điện cực ở nhiệt độ cao, carbon và chất hữu cơ trong các mảnh điện cực sẽ bị đốt cháy và phần tro còn lại không thể đốt cháy cuối cùng sẽ được sàng lọc để thu được các vật liệu dạng bột mịn có chứa kim loại và oxit kim loại.

 Quá trình phục hồi ướt

Thu hồi ướt chủ yếu thông qua dung dịch axit và kiềm để hòa tan các ion kim loại trong pin lithium iron phosphate, và sử dụng thêm kết tủa, hấp phụ và các cách khác để chiết xuất các ion kim loại hòa tan ở dạng oxit, muối và các dạng chiết xuất khác, hầu hết quá trình phản ứng sử dụng H2SO4, NaOH và H2O2 và các thuốc thử khác.