11/08/2024
Ринок України зараз починає наповнюватися різноманітними видами систем накопичення електроенергії заснованих на акумуляторних батареях. На сьогодні існує дві найсучасніші технології виробництва акумуляторів для зберігання електроенергії LiFePO4 і Li-NMC акумуляторів
Чому ж все таки віддати перевагу?
Який акумулятор стане найкращим вибором, варіюється залежно від вимог до акумуляторного джерела живлення.
Li-Ion NMC є загальновизнаним найкращим вибором для таких компактних пристроїв, як дрони, тепловізори, прилади нічного бачення, електроніка, смартфони, планшети, ноутбуки тощо, через високу щільність енергії (пікова вдвічі вища, ніж LiFePO4), швидке заряджання (удвічі швидше, ніж LiFePO4) та можливість самостійно поміняти акумулятор.
У разі додатків, що вимагають тривалого терміну служби, термостабільності, кращого зберігання акумулятора, високої продуктивності широко використовуються LiFePO4 акумулятори, наприклад, в електромобілях, портативних зарядних станціях, сонячних батареях, в домашніх та промислових накопичувачах, транспортних засобах для відпочинку, таких як каравани, будинки на колесах, човни і подібних пристроях.
Технології Li-NMC і LiFePO4 сьогодні є найефективнішими, і залежно від завдань ви можете ухвалити більш правильне рішення про те, який тип акумулятора вам підходить.
У чому різниця між літієвими акумуляторами NMC і LFP?
Літій-нікелеві марганцево-кобальтові акумулятори
У Li-NMC акумуляторах як катодний матеріал використовується літій-нікель-марганцево-кобальтовий оксид (LiNiMnCoO2).
Літій-іонні акумулятори відрізняються від інших літієвих акумуляторів, таких як LiFePO4, властивостями катодних матеріалів.
Літій-ферофосфатні акумулятори
LiFePO4 акумулятори засновані на літії і використовують літій-ферофосфат як матеріал катода.
Які подібності між LiFePO4 і Li-NMC акумуляторами?
Хімічний склад акумуляторів LiFePO4 і Li-NMC має багато спільних факторів. По-перше, обидва акумулятори є літій-іонними, а це означає, що потік іонів літію генерує енергію, що зберігається в кожному з них.
Хоча в обох використовуються різні типи катодних матеріалів, анод завжди виготовляється на основі вуглецю, зазвичай графіту. В іншому конструкція акумуляторного блоку також дуже схожа.
Як порівняти LiFePO4 і Li-NMC?
Давайте розглянемо різні фактори, що впливають на роботу кожного акумулятора, щоб зрозуміти відмінності між цими двома технологіями:
Щільність енергії
Щільність енергії акумуляторної батареї також називається втіленою енергією. Щільність енергії - це кількість енергії, яку містить батарея, по відношенню до її ваги. Більш висока щільність енергії краща, тому що менша за розміром батарея високої потужності може забезпечити більш високу вихідну потужність.
Щільність енергії розраховується за формулою:
Щільність енергії = ват-години акумулятора ÷ вага акумулятора
Li-ion NMC акумулятор
Найкраще в NMC - це їхня висока щільність енергії. Як правило, енергія акумулятора NMC становить 150-200 Втч/кг.
LiFePO4 акумулятор
Акумулятори LiFePO4 також мають високу щільність енергії, 100-150 Втч/кг.
Таким чином, Li-NMC акумулятори мають кращу щільність енергії, ніж LiFePO4, що є оптимальним вибором для додатків, яким потрібні невеликі батареї із середньою потужністю.
Глибина розряду
Глибина розряду - це рівень, до якого акумулятор можна розрядити, не пошкодивши його. Наприклад, якщо акумулятор має глибину розряду 80%, його стан погіршиться, якщо він буде розряджений нижче 20%.
Отже, вища глибина розряду вказує на кращий робочий діапазон акумулятора.
Li-ion NMC акумулятор
Акумулятори NMC, як і інші літій-іонні акумулятори, мають глибину розряду в діапазоні 80%. Це набагато краще, порівнюючи зі свинцево-кислотними акумуляторами (50%).
LiFePO4 акумулятор
Глибина розряду типового LiFePO4 акумулятора від ТМ «FEB» становить вражаючі 95%. Це означає, що ви можете використовувати практично всю накопичену в акумуляторі енергію, не турбуючись про його пошкодження.
Таким чином, обидва акумулятори підтримують хорошу глибину розряду, але переможцем є LiFePO4 акумулятори. Практично 100-відсоткова глибина розрядки, також знижує необхідність контролю з боку власника.
Безпека
Оскільки акумулятор працює при високій напрузі та може нагріватися до високої температури, безпека має життєво важливе значення. Безпека акумулятора включає як високу термічну, так і хімічну стабільність.
Li-ion NMC акумулятор
Акумулятори NMC мають стійкий хімічний склад. Однак хімія акумулятора призводить до виділення кисню. Таким чином, неправильна конструкція або неправильне використання може призвести до пожежі або вибуху.
LiFePO4 акумулятор
LFP мають стабільний хімічний склад та добре витримують високі температури. Вони не перегріваються, тому про температурний поріг можна взагалі не турбуватися.
Життєвий цикл і термін служби
Термін служби - це кількість циклів зарядки-розрядки-зарядки, яку акумулятор може витримати без зниження продуктивності. Одиночний цикл заряджання - це коли акумулятор повністю розряджається, а потім знову заряджається.
Більш тривалий термін служби вказує на кращий термін служби акумулятора. Це важливе міркування, оскільки воно безпосередньо відображає співвідношення ціни та якості.
Li-ion NMC акумулятор
Очікуваний термін служби NMC акумулятора становить близько 2000-2500 циклів. Забезпечує повну потужність протягом приблизно 3-4 років, але потім швидко виходить з ладу.
LiFePO4 акумулятор
LiFePO4 має типовий термін служби близько 5000-6000 циклів, та дозволяє оптимально працювати протягом 7-10 років, після чого відбувається повільна деградація. Хоча, ще є відомі бренди типу FEB та BYD, в асортименті яких є лінійки LiFePO4 акумуляторів зі збільшеними життєвими циклами до 8000, а в преміум сегменті до 12 000 циклів.
Таким чином, LiFePO4 технологія забезпечує значно більший термін служби акумулятора, ніж NMC, і може працювати мінімум в 2 рази довше.
