Suurikapasiteettisille akuille on nykyään suuri kysyntä monissa eri sovelluksissa. Näillä akuilla on lukuisia sovelluksia, kuten aurinko-, sähköajoneuvo- ja vapaa-ajanviettovälineiden akut. Lyijyakut olivat ainoa suuren akkukapasiteetin vaihtoehto markkinoilla vielä muutama vuosi sitten. Litiumpohjaisten akkujen kysyntä on kuitenkin muuttunut merkittävästi nykyisillä markkinoilla niiden sovellusten vuoksi.

Litiumioniakku ja litiumrautafosfaatti (LiFePO4) akku erottuu tässä suhteessa muista. Ihmiset kysyvät usein näiden kahden akun eroista, koska ne ovat litiumpohjaisia.

Tämän vuoksi tarkastelemme näitä akkuja perusteellisesti tässä artikkelissa ja keskustelemme siitä, miten ne eroavat toisistaan. Oppimalla niiden suorituskyvystä eri tekijöiden vaikutuksesta saat paremman käsityksen siitä, mikä akku toimii parhaiten sinulle. Aloitetaan ilman sen suurempia puheita:

Miksi LiFePO4-akut ovat parempia:

Eri teollisuudenalojen valmistajat käyttävät litiumrautafosfaattia sovelluksissa, joissa turvallisuus on avainasemassa. Litiumrautafosfaatin ominaisuus on erinomainen kemiallinen ja terminen kestävyys. Kuumemmissakin ympäristöissä tämä akku säilyttää jäähdytyksensä.

Se on myös palamatonta, jos sitä käsitellään väärin pikalatausten ja -purkujen aikana tai oikosulkuongelmien ilmetessä. Fosfaattikatodin vastustuskyvyn ansiosta palamisen tai räjähtämisen suhteen ylilatauksen tai ylikuumenemisen aikana ja akun kyvyn ylläpitää rauhallisia lämpötiloja, litiumrautafosfaattiakut eivät yleensä koe lämpökiihtymiä.

Litiumioniakkujen kemian turvallisuushyödyt ovat kuitenkin vähäisemmät kuin litiumrautafosfaatin. Akku voisi olla luotettavampi korkean energiatiheytensä ansiosta, mikä on haittapuoli. Koska litiumioniakku on altis lämpöpurkauksille, se lämpenee nopeammin latauksen aikana. Akun lopullinen poistaminen käytön tai toimintahäiriön jälkeen on toinen litiumrautafosfaatin etu turvallisuuden kannalta.

Litiumioniakuissa käytettyä litiumkobolttidioksidikemiaa pidetään vaarallisena, koska se voi altistaa ihmiset allergisille reaktioille silmissä ja iholla. Nieltynä se voi myös aiheuttaa vakavia terveysongelmia. Tämän vuoksi litiumioniakkujen hävittämiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Valmistajat voivat kuitenkin hävittää litiumrautafosfaatin helpommin, koska se on myrkytöntä.

Litiumioniakkujen purkaussyvyys vaihtelee 80 prosentista 95 prosenttiin. Tämä tarkoittaa, että akussa on aina oltava vähintään 5–20 % latausta (tarkka prosenttiosuus vaihtelee akusta riippuen). Litiumrautafosfaattiakkujen (LiFeP04) purkaussyvyys on hämmästyttävän korkea, 100 %. Tämä osoittaa, että akku voidaan purkaa kokonaan ilman, että se vaurioituu. Litiumrautafosfaattiakku on ylivoimaisesti suosituin akku purkaussyvyyden suhteen.

Mikä on litiumioniakun suurin haittapuoli?

Energian varastointijärjestelmien, kuten varavirtalähteinä tai uusiutuvien energialähteiden tuottaman tehon vaihteluiden vähentämiseen käytettävien järjestelmien, kustannuksiin ja luotettavuuteen vaikuttaa merkittävästi akkujen käyttöikä. Litiumioniakuilla on kuitenkin merkittäviä haittoja, kuten ikääntymisvaikutukset ja suojaus.

Litiumioniakkujen ja -kennojen lujuus on heikompi kuin litiumrautafosfaattiakkujen. Niiden ylilatausta ja liiallista purkausta on varottava. Lisäksi niiden virta on pidettävä hyväksyttävissä rajoissa. Tämän seurauksena yksi litiumioniakkujen haittapuoli on, että niihin on lisättävä suojauspiirejä sen varmistamiseksi, että ne pysyvät turvallisella toiminta-alueella.

Onneksi digitaalinen integroitu piiritekniikka tekee tämän sisällyttämisen akkuun tai, jos akku ei ole vaihdettavissa, laitteeseen kohtuullisen yksinkertaiseksi. Litiumioniakkuja voidaan käyttää ilman erikoisosaamista akunhallintapiirien ansiosta. Kun akku on täyteen ladattu, sitä voidaan pitää latauksessa, ja laturi katkaisee akun virransyötön.

Litiumioniakuissa on sisäänrakennetut akun hallintajärjestelmät, jotka valvovat niiden suorituskyvyn eri osa-alueita. Suojauspiiri rajoittaa kunkin kennon korkeinta jännitettä latauksen aikana, koska liian suuri jännite voi vahingoittaa kennoja. Koska akuissa on tyypillisesti vain yksi liitäntä, ne ladataan tyypillisesti sarjaan, mikä lisää riskiä, ​​että yksi kenno saa korkeamman jännitteen kuin on tarpeen, koska eri kennot saattavat vaatia erilaisia ​​lataustasoja.

Akun hallintajärjestelmä seuraa myös kennojen lämpötilaa korkeiden lämpötilojen välttämiseksi. Useimpien akkujen lataus- ja purkausvirran enimmäisrajoitus on 1–2 °C. Pikalatauksen aikana jotkut akut kuitenkin lämpenevät toisinaan hieman.

Litiumioniakkujen heikkeneminen ajan myötä on yksi niiden käytön suurimmista haitoista kuluttajalaitteissa. Tämä riippuu ajasta tai kalenterista, mutta myös siitä, kuinka monta lataus- ja purkauskierrosta akku on käynyt läpi. Usein akut kestävät vain 500–1000 lataus- ja purkaussykliä ennen kuin niiden kapasiteetti alkaa heikentyä. Tämä luku kasvaa litiumioniteknologian kehittyessä, mutta jos akut on rakennettu koneisiin, ne saattavat olla tarpeen vaihtaa jonkin ajan kuluttua.

Miten valita LiFePO4- ja litiumioniakkujen välillä?

Litiumrautafosfaatti (LiFePO4) akuilla on monia etuja litiumioniakkuihin verrattuna. Parempi purkaus- ja lataustehokkuus, pidempi käyttöikä, huoltovapaa, äärimmäinen turvallisuus ja keveys, muutamia mainitakseni. Vaikka LiFePO4-akut eivät ole markkinoiden edullisimpia, ne ovat merkittävin pitkän aikavälin investointi pitkän käyttöikänsä ja huoltovapaansa vuoksi.

80 prosentin purkaussyvyydellä litiumrautafosfaattiakut voidaan ladata jopa 5000 kertaa tehokkuudesta tinkimättä. Litiumrautafosfaattiakkujen (LiFePO4) käyttöikää voidaan pidentää passiivisesti.

Lisäksi akuissa ei ole muisti-ilmiötä, ja niitä voi säilyttää pitkään niiden alhaisen itsepurkautumisnopeuden (3 % kuukaudessa) ansiosta. Litiumioniakut vaativat erityistä huolellisuutta. Muuten niiden käyttöikä lyhenee entisestään.

Litiumrautafosfaattiakkujen (LiFePO4) 100 %:n lataustilavuus on käytettävissä. Ne sopivat myös täydellisesti erilaisiin sovelluksiin nopean lataus- ja purkausnopeutensa ansiosta. Nopea lataus lisää tehokkuutta ja vähentää viiveitä. Teho toimitetaan nopeina purskeina suurten purkauspulssivirtojen avulla.

Ratkaisu

Aurinkosähkö on pysynyt markkinoilla akkujen tehokkuuden ansiosta. Voidaan sanoa, että parempi energian varastointiratkaisu johtaa vain hygieenisempään, turvallisempaan ja arvokkaampaan ympäristöön. Aurinkoenergialaitteet voivat hyötyä merkittävästi litiumrautafosfaatti- ja litiumioniakkujen käytöstä.

Kuitenkin,LiFePO4akuilla on enemmän etuja sekä ostajille että myyjille. LiFePO4-akuilla varustettuihin kannettaviin voimalaitoksiin investoiminen on loistava valinta niiden erinomaisen suorituskyvyn, pidemmän säilyvyyden ja vähäisempien ympäristövaikutusten ansiosta.