Что такое Lifepo4 аккумуляторы и как ими пользоваться

Что нужно запомнить

Чтобы легче усвоить всю информацию в статье, пользуйтесь шпаргалкой.

1. Следите, чтобы напряжение аккумулятора не опускалось ниже 2.00 V и не повышалось выше 3,70 V, идеальный диапазон не ниже 2,5V и не выше 3,65V.
2. Если покупаете ячейки LiFePO4, не забудьте про защитную плату BMS.
3. Понизьте напряжение аккумулятора, если пользуетесь им в буферном режиме. Рекомендуемые параметры от 3,4V до 3,45V.
4. Заряжайте аккумулятор специальным зарядным устройством.
5. Перед сборкой аккумулятора, отбалансируйте ячейки, чтобы выровнять напряжение.

Lifepo4 аккумуляторы, обзор характеристик

Емкость элементов питания и собранных из них батарей зависит от размеров. Например, емкостные характеристики LiFePO4 32700 и 14430 будут разными. Но остальные рабочих параметры у всех литий-феррофосфатных аккумуляторов идентичны:

• номинальное напряжение составляет 3,2 В;
• пиковое напряжение составляет 3,65 В;
• напряжение в разряженном состоянии (критический минимум) – 2 В;
• минимальное рабочее напряжение (под нагрузкой) – 2,8 В;
• рабочий ресурс – более 2000 циклов перезарядки;
• саморазряд при t=15–18 °C – до 5% в год.

Аккумуляторные батареи lifepo4

Для получения высокой емкости и напряжения, например, для использования в электроскутерах, мопедах и велосипедах, из литий-железо-фосфатных аккумуляторов создают аккумуляторные батареи. Их собирают путем последовательного и параллельного соединения ячеек в зависимости от требуемых рабочих параметров АКБ.

Ячейки соединяются друг с другом по выбранной схеме и соединяются при помощи точечной сварки. Для сборки в единую батарею используются элементы с идентичными характеристиками – равной емкости, от одного производителя и по возможности из одной партии.

Виды lifepo4 аккумуляторов

С таким типом химии производятся разные элементы питания:

• аккумуляторы в форме параллелепипедов – «призматики»;
• плоские элементы питания – «пакеты»;
• ячейки цилиндрической формы.

В отличие от привычной маркировки батареек символами АА и ААА, литиевые элементы питания имеют собственную систему форм-факторов. Типоразмеры цилиндрических аккумуляторов имеют 2-значное обозначение, в котором первые 2 цифры указывают на диаметр элемента (в мм)

Среди размеров аккумуляторов LiFePO4 цилиндрической формы распространены форм-факторы: 14430, 14505, 17335, 18500, 18650, 22650, 26650, 32600, 32650, 32700, 32900, 38120, 40160, 42120, 46160. У призматических элементов маркировка состоит из их линейных размеров. Например, аккумулятор призматической формы с размерами 27х148х205 мм имеет форм-фактор 27148205.

Зарядка lifepo4 аккумуляторов

LiFePO4 аккумуляторы заряжают постоянным током, постоянным напряжением либо комбинацией этих двух методов. При двухступенчатой зарядке напряжение сначала повышают постоянным током до 14,4-14,6 Вольт, а затем при постоянном напряжении происходит насыщение аккумулятора.  Один этап зарядки позволяет аккумулятору набрать примерно 90- 95% емкости, два — 100%.

Характеристики типичной литий-железо-фосфатной аккумуляторной батареи:

Зарядка от генератора двигателя

Подробнее о способах зарядки тягового литиевого аккумулятора

Эти устройства позволяют быстро и безопасно заряжать LiFePO4 аккумуляторы от генератора автомобильного или лодочного двигателя:

Зарядные кислотных акб

Для свинцово-кислотных аккумуляторов общепринятой в настоящее время является зарядка, состоящая из трех – пяти стадий. Переход от одной стадии к другой происходит автоматически по мере заряда аккумулятора.

На первом этапе зарядное устройство устанавливает максимально возможный ток. Напряжение аккумулятора начинает постепенно расти, и чтобы сохранить ток постоянным, зарядное повышает выходное напряжение. Так продолжается до тех пор, пока напряжение не достигнет определенного порогового значения.

Дальнейшая зарядка идет уже при фиксированном напряжении и постоянно снижающемся токе. Когда ток, потребляемый аккумулятором, опустится примерно до 10% от номинала устройства, вторая стадия завершается. Устройство переходит к этапу кондиционирования, а затем к заключительной стадии — поддерживающей зарядке.  Задача последнего этапа — не допускать саморазряда аккумулятора, сульфатации и потери емкости.

Максимальная продолжительность стадии абсорбции зависит от типа свинцово-кислотного аккумулятора. У жидко-кислотных она составляет до 480 минут, а у гелевых доходит до 600 минут. Если в течении этого времени этап поглощения не завершился, срабатывает таймер и устройство переходит к поддерживающей зарядке автоматически.

Так происходит, если зарядное недостаточно мощное для данной аккумуляторной батареи, в системе существует нагрузка, не позволяющая устройству снизить ток или аккумулятор поврежден и его пластины замкнуты. Для каждого конкретного аккумулятора длительность абсорбции вычисляется в зависимости от первого этапа зарядки.

Описанные этапы образуют «алгоритм зарядки», который имеет свои уникальные параметры для каждого типа аккумуляторов. Напряжение окончания первого этапа, напряжение абсорбции, продолжительность этапа абсорбции и поддерживающее напряжение для гелевых, AGM и жидко-кислотных аккумуляторов различные.  Напряжение абсорбции изменяется от 14,0 до 15,1 Вольт, а поддерживающее напряжение от 13,2 до 13,8 Вольт.

Использование литий-феррофосфатных акб

Элементы питания этой категории отлично подходят для комплектации персонального электротранспорта – велосипедов, трициклов, квадроциклов, скутеров, мопедов, мотоциклов, электромобилей, гольфкаров. Особенно они актуальны для транспорта, используемого круглый год или в жестких условиях.

Литий-феррофосфатные аккумуляторы входят в состав аккумуляторных электростанций, систем аварийного электроснабжения, автономных источников питания, буферных систем для ветрогенераторов и солнечных панелей. Цилиндрические элементы используются для питания медицинского оборудования и других приборов. Крупные батареи поддерживают работоспособность автономных устройств в больницах, банках, метеостанциях и других объектах.

История

Впервые LiFePO4 был открыт в 1996 году профессором Джоном Гуденафом из Техасского университета, как катод для литий-ионного аккумулятора.
Примечателен данный материал был тем, что в сравнении с традиционным LiCoO2, обладает значительно меньшей стоимостью, является менее токсичным и более термоустойчив.
Главным недостатком являлось то, что он обладал меньшей ёмкостью.

До 2003 года данная технология практически не развивалась, пока за неё не взялась компания A123 Systems.
История A123 Systems начиналась в лаборатории профессора Цзяна Йе-Мина из Массачусетского технологического института (MIT) в конце 2000 года.

На тот момент Цзян работал над созданием аккумулятора, основанного на самовоспроизведении структуры коллоидного раствора при определенных условиях.
Однако на данном фронте работ возникли серьёзные трудности и когда в 2003 году исследования зашли в тупик, команда Цзян занялась исследованием литий-железо-фосфатных аккумуляторов.

Как устроены lfp аккумуляторы

Элементы LiFePO4 устроены по аналогии с остальными литиевыми элементами, но в отличие от них имеют литий-феррофосфатный катод. Анод используется стандартный, графитовый. Внутри протекают обратимые химические процессы – окислительно-восстановительные реакции. Основными элементами аккумулятора являются феррофосфатный катод, графитовый анод и пропитанный электролитом сепаратор.

В процессе разряда элемента питания ионы лития проходят через пористый сепаратор от катода к аноду и при этом отдают накопленный заряд – происходит окисление. В процессе заряда аккума ионы лития проходят через сепаратор от анода к катоду и аккумулируют заряд – происходит восстановление.

Контроллер bms

Как указывалось выше, литий-ионные аккумуляторы не терпят перезаряда и глубокого разряда, поэтому практически всегда оснащаются платами BSM, следящими за режимом работы элемента. При почти полном разряде контроллер отключает нагрузку, при полном заряде отключают ЗУ.

BMS плата с балансиром  для LiFePO4 батареи 48 В/100 А

Поскольку элементы с катодами разных типов имеют различные зарядно/разрядные характеристики, они должны эксплуатироваться только с контроллерами, предназначенными для конкретно их типа.

Вышеперечисленные виды литиевых аккумуляторов, конечно, не являются полным перечнем. На самом деле на сегодняшний день их, различающихся материалами и характеристиками, более десятка. Тем не менее, даже такой скромный перечень позволяет оценить возможности современных литий-ионных перезаряжаемых элементов.

Контроль за состоянием аккумулятора

Вольтметр не дает точного представления о состоянии LiFePO4 аккумулятора. Для определения его заряженности лучше использовать счетчик амперчасов или батарейный монитор. Подробнее о контроле аккумуляторов

Литий-железо-фосфатные

Этот тип элемента имеет катод из феррофосфата лития. Главное преимущество элементов – низкая стоимость и меньшая по сравнению с другими типами литиевых батарей токсичность. Кроме того, LiFePO4 обеспечивает более длительный срок службы (здесь и далее – по сравнению с другими разновидностями Li-ion) и имеют стабильное напряжение разряда – примерно 3.2 В до практически полного исчерпания энергии.

Литий-железо-фосфатный аккумулятор в цилиндрическом корпусе

Литий-железо-фосфатные батареи отличают высокий пиковый ток, высокая термическая стабильность, а значит, безопасность. Ну и немаловажный показатель  — возможность использования при низких (до -60 градусов Цельсия) температурах.

К недостаткам можно отнести примерно на 14% меньшую, чем у батарей с другим типом катода емкость и невозможность быстрой зарядки.

Литий-ионные

Общее название типа аккумулятора. В качестве анода в таких элементах используется графит (кроме нанопроводникового и титанатного), анодный материал – то или иное соединение лития. Главная отличительная особенность литиевых аккумуляторов – очень высокое соотношение электрическая емкость/габариты по сравнению с аккумуляторами других типов.

Кроме того литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти, могут заряжаться большими токами, имеют очень низкий саморазряд и могут работать в достаточно широком температурном диапазоне. К недостаткам аккумуляторов этого типа можно отнести то, что элементы не терпят перезаряда и глубокого разряда.

В первом случае батарея может загореться и даже взорваться, во втором катастрофически деградирует (теряет емкость) и очень быстро выходит из строя. Чтобы не допустить подобного практически все литий-ионные аккумуляторы оснащаются специальными контроллерами BMS (см. ниже), которые следят за состоянием элемента и не допускают их критического состояния.

Литий-ионные аккумуляторы и батареи независимо от их разновидности выпускаются в разных форм-факторах и могут иметь различные напряжения и емкость. Все мы привыкли к маленьким литий-ионным аккумуляторам, используемым в смартфонах планшетах, ноутбуках и прочих гаджетах, но не все знают, что аккумуляторы этого типа могут иметь приличные размеры, соизмеримые с размерами автомобильных АКБ. Крупногабаритный  аккумулятор можно встретить, к примеру, в автотранспорте.

Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные

В элементах этого типа используется сложносоставной анод, основанный на никеле, марганце и кобальте. Отличительная особенность Li-NMC возможность быстрой зарядки (до 1С) и разрядки током до 10 С. Большое (до 1 500 — 2 000 при правильной эксплуатации) количество циклов заряд/разряд.

Li-NMC батарея 12 В 15 А-ч

К недостаткам отнесем достаточно высокую стоимость и токсичность.

Литий-полимерные

Все тот же литий-ионный аккумулятор, но в качестве электролита в нем используется полимерный материал.  Это несколько увеличивает емкость элемента без изменения массогабаритных показателей, а также улучшает некоторые другие характеристики – увеличивает количество циклов заряд/разряд, уменьшает саморазряд, позволяет создавать очень тонкие (до 1 мм) элементы питания.

Литий-полимерный единичный аккумулятор в герметичном мягком корпусе для мобильных устройств

Есть  у Li-pol и недостатки. Основной из них – в повышенная пожаро- и взрывоопасность при повреждении и перегреве.

Литий-титанатные

В LTO элементе вместо графита в качестве анода используется титанат лития в нанокристаллах. Графит тоже используется, но уже в аноде. Титанатные батареи быстро заряжаются (ток 1С) и могут отдавать в нагрузку ток до 10С и даже 30С в импульсе до 5 с. Количество циклов заряд/разряд рекордное – до 7 000. Литий-титанатные батареи на сегодняшний день являются самыми безопасными в плане возгорания и взрыва.

Литий-титанатный единичный аккумулятор

Недостатком LTO является их низкая энергоемкость – всего 65 Вт-ч/кг, кроме того, элементы этого типа достаточно дорогие.

Литий-фосфат железа (lifepo4)

Литий-железо-фосфат (LiFePO4) – это хорошо известная литиевая технология в Китае из-за его широкого использования и пригодности для широкого спектра применений.Низкая цена, высокая безопасность и хорошая удельная энергия делают его отличным вариантом для многих приложений.Напряжение элемента LiFePO4, равное 3.

Почему LiFePO4?

Из всех доступных литиевых вариантов есть несколько причин, по которым LiFePO4 был выбран в качестве идеальной литиевой технологии для замены SLA. Основные причины сводятся к его благоприятным характеристикам при рассмотрении основных приложений, в которых в настоящее время существует SLA. Они включают:

● Напряжение, аналогичное SLA (3.2 В на ячейку x 4 = 12.8 В), делает их идеальными для замены SLA.● Самая безопасная форма литиевых технологий.● Безвреден для окружающей среды – фосфаты не опасны и, следовательно, безопасны как для окружающей среды, так и для здоровья.● Широкий температурный диапазон.

Напряжения зарядки и емкость

Если напряжение зарядного устройства ниже определенного уровня, реакции в аккумуляторе не протекают. Если выше, ионы покидают катод и внедряются в кристаллическую структуру материала анода. Процесс происходит благодаря силе, «вбивающей» ионы внутрь кристалла.

При низком пороговом напряжении литий-железо-фосфатный аккумулятор заряжается не полностью. Это уменьшает время его непрерывной работы, но не влияет на срок службы как у свинцово-кислотного. Зато пониженное напряжение снижает стресс аккумулятора во время зарядки.

Литий железо-фосфатные элементы можно безопасно заряжать до 4,2 Вольт. Напряжение выше этого разрушает органический электролит. Но несмотря на стойкость к перезаряду после того как аккумулятор наберет полную емкость, его необходимо отключать от источника зарядки. Время нахождения заряженного аккумулятора при пороговом напряжении должно быть минимальным

Не превышайте допустимых значений.

Любые литий-ионные аккумуляторы, в том числе новые LiFePO4, быстро изнашиваются, если их разряжать до минимума или долго держать на зарядке. Если часто разряжать батарею ниже допустимых значений, она начнет терять емкость и со временем будет быстрее разряжаться. Если перезарядить батарею, она вздуется из-за скопления газа внутри ячеек и быстро выйдет из строя.

Чтобы продлить срок службы литий-железо-фосфатного аккумулятора, заряжать аккумулятор рекомендуется до 3,65V (пик 3,7V), разряжать не ниже 2,5V (пик 2V)

Особенности зарядки

Феррофосфатные элементы питания благодаря своей стабильности позволяют использовать быструю зарядку большими токами. Для них производятся специальные зарядные устройства, несовместимые с остальными аккумуляторами из-за риска их перегрева и выхода из строя.

Особенности зарядных для lifepo4

Зарядные устройства для LiFePO4 аккумуляторов используют алгоритм постоянный ток / постоянное напряжение (CC / CV).  Он обеспечивает быструю зарядку без риска перезаряда и напоминает процесс заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. Однако есть и отличия

Зарядные для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей имеют режим десульфатации электролита. Литиевые аккумуляторы выравнивания не требуют. Выравнивающее напряжения свыше 15 В приведет к срабатыванию защиты или повредит железо-фосфатные элементы

Другая, часто встречающаяся функция — это дозарядка. Напряжение заряженного свинцово-кислотного аккумулятора около 12,7 В. Поддерживающее напряжение зарядного устройства – от 13,3 до 13,8 Вольт. Поэтому подключенное к аккумулятору зарядное устройство не только предотвращает его саморазряд, но и питает оборудование, имеющееся в электрической системе.

«Уровень дозарядки» для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи 12,5–12,7 В. Но при таком напряжении литий-железо-фосфатный аккумулятор разряжен примерно на 85-95%. Поэтому для аккумуляторов этого типа «уровень дозарядки» должен быть выше —  13,1-13,2 Вольт.

Эти устройства подходят для зарядки LiFePo4 аккумуляторов от сети 220 В

Некоторые устройства проводят «профилактическую» дозарядку аккумуляторов во время хранения. Процедура выполняется каждые семь дней и включает в себя весь многоступенчатый алгоритм. Столь частая зарядка литий-железо-фосфатным аккумуляторам не требуется.

Современные зарядные устройства перед началом работы определяют текущее состояние аккумулятора короткими импульсами напряжения. Полученная таким образом информация о внутреннем сопротивлении аккумуляторной батареи, позволяет «решить» с какой стадии начинать зарядку.

Как уже говорилось, максимальная продолжительность этапа абсорбции, установленная в зарядных устройствах для свинцово-кислотных аккумуляторов, колеблется от 480 до 600 минут. У железо-фосфатных она существенно короче, не более 30 минут. Таким образом, если ток в цепи не снизился до установленного в зарядном устройстве значения (существует нагрузка, утечка на землю и т.д) аккумулятор будет находится под напряжением 14,4 Вольта не полчаса, а 8-10 часов.

Зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов можно использовать для зарядки LiFePO4 батарей, если:

• Устройство не имеет автоматического и не отключаемого режима десульфатации или выравнивания
• Между этапом абсорбции и поддерживающей зарядкой нет стадии кондиционирования с напряжением 14,0-14,1 Вольт
• Напряжение зарядного устройства в выбранном режиме не превышает 14,6 В.

После полной зарядки LiFePO4 аккумулятора питание такого устройства необходимо отключать, поскольку у большинства моделей алгоритм хранения не соответствует требованиям литий железо-фосфатных батарей.

В конечном счете, зарядное устройство с алгоритмом для LiFePO4 – это наилучший способ сохранить емкость и продлить срок службы дорогого аккумулятора

Особенности и преимущества lifepo4 по сравнению с sla

Ниже приведены некоторые ключевые особенности литий-железо-фосфатной батареи, которые дают некоторые значительные преимущества SLA в ряде приложений. Это далеко не полный список, но он охватывает ключевые элементы. Батарея AGM емкостью 100 Ач была выбрана в качестве SLA, поскольку это один из наиболее часто используемых размеров в приложениях с глубоким циклом. Этот AGM емкостью 100 Ач сравнивали с LiFePO100 4 Ач, чтобы сравнить аналогичные характеристики как можно ближе.

Особенность – Вес:

сравнение

● LifePO4 составляет менее половины веса SLA.● AGM Глубокий цикл – 27.5 кг.● LiFePO4 – 12.2 кг

Преимущества

● Повышает топливную экономичность.   ○ В прицепах и лодках вес буксировки снижен.

● Увеличивает скорость.   ○ В лодках скорость воды может быть увеличена.

● Снижение общего веса.● Более длительное время работы

Вес имеет большое значение во многих приложениях, особенно в случае буксировки или скорости, например, прицепа и катания на лодке. Другие приложения, включая портативное освещение и камеры, в которых необходимо переносить батареи.

Особенности хранения и использования

Перед длительным хранением литий-железо-фосфатные аккумуляторы рекомендуется зарядить до 40–60%. Этот уровень заряда – оптимальный для их хранения. Держать элементы питания нужно в сухом прохладном месте, исключающем риск их перегрева.

При эксплуатации LFP аккумуляторов необходимо следовать рекомендациям производителя – соблюдать температурный режим, избегать перезаряда и глубокого разряда, не допускать механических повреждений, не использовать аккумуляторами со вздутиями или другими признаками неисправности.

Заряжать АКБ и элементы питания рекомендуется после каждого использования, не дожидаясь значительного снижения уровня заряда. У литиевых аккумуляторов нет эффекта памяти, поэтому разряжать их «в ноль» перед зарядкой не нужно. Аккумуляторы недопустимо долго хранить в разряженном состоянии, иначе они деградируют и приходят в негодность.

Читайте в предыдущей статье нашего блога о литий-ионных аккумуляторах напряжением 3,7 В.

Отбалансируйте ячейки

Если Вы решили самостоятельно собирать аккумулятор, то перед сборкой обязательно отбалансируйте ячейки (аккумуляторы 3,2V). Ячейки не всегда бывают одной степени заряженности. Поэтому перед использованием нужно предварительно провести балансировку.

Если одна или несколько ячеек покажут разность сопротивлений, во время балансировки произойдет выравнивание напряжений.

Последовательное и параллельное соединение

Напряжение последовательно или параллельно соединяемых аккумуляторов должно быть одинаковым. Разница не должна превышать 50 мВ (Точные значения дает производитель аккумуляторной батареи). Одинаковое напряжение снижает вероятность появления дисбаланса во время эксплуатации.

Преимущества lifepo4 аккумулятора перед свинцовыми аккумуляторами

Может показаться, что правильно пользоваться литий-железо-фосфатным аккумулятором сложно. Гораздо легче пользоваться привычными свинцово-кислотными аккумуляторами. Но у LiFePO4 есть весомые преимущества:

1. От 2000 до 3000 циклов заряда-разряда.
2. Срок службы от 10 до 20 лет, в зависимости от интенсивности эксплуатации.
3. Благодаря низкому сопротивлению ячеек, аккумулятор можно зарядить за один час током 1С.
4. Аккумулятор не просаживается под нагрузкой. Благодаря этому его КПД составляет 95-98%.

Преимущества и недостатки

LiFePO4 аккумуляторы происходят от литий-ионных, однако имеют ряд существенных отличий:

• В связи с постоянным напряжением 3.2 В на выходе, четыре аккумулятора могут быть соединены последовательно для получения номинального напряжения на выходе в 12.8 В, что приближается к номинальному напряжению свинцово-кислотных аккумуляторов с шестью ячейками. Это, наряду с хорошими характеристиками безопасности LFP-аккумуляторов, делает их хорошей потенциальной заменой для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей во многих отраслях, таких как автомобилестроение и солнечная энергетика. По этой же причине, возможно использование 3,2 В LiFePO₄ аккумуляторов стандартного типоразмера 14500/10440 взамен пары гальванических элементов или аккумуляторов типоразмеров АА/ААА 1,5 В, для чего используется 1 LiFePO₄ аккумулятор, а вместо второго элемента применяется аналогичных размеров вставка-проводник.
• Использование фосфатов позволяет избежать затрат кобальта и экологических проблем, в частности, при попадании кобальта в окружающую среду при неправильной утилизации.
• LiFePO₄ имеет более высокий пиковый ток (а, учитывая стабильность напряжения — пиковую мощность), чем у LiCoO₂.
• Удельная плотность энергии (энергия / объём) нового аккумулятора LFP примерно на 14% ниже, чем у новых литий-ионных аккумуляторов.
• LiFePO₄ аккумуляторы имеют более низкую скорость разряда, чем свинцово-кислотные или литий-ионные. Так как скорость разряда определяется в процентах от ёмкости аккумулятора, то более высокая скорость разряда может быть достигнута в более ёмких аккумуляторах (больше ампер-часов). Однако могут быть использованы LiFePO₄ элементы с высоким током разряда (имеющие более высокую скорость разряда, чем свинцово-кислотные батареи, или LiCoO₂ той же мощности).
• Из-за более медленного снижения плотности энергии, спустя некоторое время эксплуатации, LiFePO₄ элементы уже имеют большую плотность энергии, чем LiCoO₂ и литий-ионные.
• LiFePO₄ элементы медленнее теряют ёмкость, чем литий-ионные (LiCoO₂ [литий-кобальт оксидные], LiMn₂O₄ [литий-марганцевая шпинель])
• Одним из важных преимуществ по сравнению с другими видами литий-ионных аккумуляторов, является термическая и химическая стабильность, что существенно повышает безопасность батареи.
• Подвержены эффекту Пойкерта (Peukert’s law; неспособность отдать полную ёмкость при больших токах разряда), как и другие химические источники тока. Однако, влияние эффекта Пойкерта на LiFePO4 аккумуляторы является минимальным, за счёт чего, ёмкость при разряде в определенный промежуток времени (при маркировке обозначаемая: C1, C5, C10, C20 и т.д.) меняется незначительно.
• Морозоустойчивость. Например, для аккумулятора ANR26650M1-B^[3] производителя A123 Systems заявлен температурный диапазон -30°C … 55°C для работы и -40°C … 60°C для хранения.
• Значительно понижается зарядный ток при отрицательной температуре элемента LiFePO₄.

Данный тип аккумулятора активно применяется как буферный накопитель энергии в системах автономного электроснабжения с использованием ветрогенераторов и солнечных батарей, а также в складской технике (транспортировщики паллет, ричтраки, подборщики заказов, комплектовщики, штабелеры, вилочные электропогрузчики, буксировочные тягачи), поломоечных машинах, водном транспорте, гольфкарах, электровелосипедах, электроскутерах, электромобилях и электробусах.

Примечания

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Различные литиевые технологии

Во-первых, важно отметить, что существует множество типов «литий-ионных» батарей. Следует отметить в этом определении «семейство аккумуляторов».В этом семействе есть несколько различных «литий-ионных» батарей, в которых для изготовления катода и анода используются разные материалы. В результате они обладают очень разными характеристиками и поэтому подходят для различных применений.

Система управления аккумулятором

Литий-железо-фосфатные ячейки безопасно работают в диапазоне от 2 до 4,2 Вольт. По сравнению с другими типами литиевых элементов они более устойчивы к перенапряжению. Тем не менее, приложенное в течении продолжительного времени повышенное напряжение приводит к образованию металлического лития на аноде и навсегда ухудшает рабочие характеристики аккумулятора. Материал катода окисляется и становится менее стабильным, а выделяющийся диоксид углерода повышает давление в ячейках.

Система управления ограничивает максимальное напряжение каждого элемента и аккумуляторной батареи в целом. Защита срабатывает, если напряжение ячейки превышает 3,8 Вольт, а напряжение всего аккумулятора 15,2-15,6 Вольт.

Разряд аккумулятора ниже определенного уровня также недопустим. При напряжении ячейки меньше 2,0 В материал электродов начинает разрушаться, поэтому минимально рекомендуемое напряжение для большинства аккумуляторов 10,5-11,0 Вольт.

Система управления предохраняет литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного разряда и короткого замыкания. Но полагаться на одну только BMS нельзя. Первым уровнем защиты должно стать зарядное устройство и подключаемое к аккумуляторной батарее оборудование

Температура зарядки

LiFePO4 аккумуляторы заряжают при температуре от 0 до 40 С. Некоторые, но не все, безопасно заряжать при температурах ниже 0 С. При отрицательной температуре  зарядный ток уменьшают до 0,05-0,1С (5-10% от емкости аккумулятора)

От перегрева аккумулятор защищает система управления. Но температуру может контролировать и зарядное устройство у которого есть температурный датчик. Такое зарядное снижает напряжение, если аккумулятор нагревается свыше 20 С и отключается если его температура достигает 55 С.

Учитывайте режим работы

Любой аккумулятор можно использовать в двух режимах работы: циклическом и буферном. Циклический режим проще всего объяснить на примере бытовой техники. Вы пользуетесь телефоном целый день, потом ставите его на зарядку, а когда батарея полностью заряжена — продолжаете пользоваться.

Буферный режим — это когда аккумулятор постоянно находится на подзарядке. Такой способ работы можно встретить в бесперебойных источниках питания. При буферном режиме работы напряжение аккумулятора редко падает до критических значений, поэтому он служит дольше, чем при циклическом режиме работы.

Чтобы дополнительно продлить жизнь аккумулятору, рекомендуется понизить напряжение заряда. Обычно для LiFePO4 это 3.40-3.45V. Но лучше всего сверится с рекомендуемыми значениями от производителя. Их можно узнать у продавца во время покупки.

Чем заряжать lifepo4

Заряженный до 100% 12-вольтовый LiFePO4 аккумулятор имеет напряжение 13,3-13,4 В, а его свинцово- кислотный аналог в том же состоянии — 12,6 -12,8 Вольт. Напряжение разряженного на 80% литий-железо-фосфатного аккумулятора около 13 Вольт, а свинцово-кислотного 11,8 Вольт. При изменении заряженности на 80% напряжение LiFePO4 аккумулятора меняется всего 0,5 В

Зарядные устройства для LiFePO4 и для свинцово-кислотных аккумуляторов работают по одинаковому принципу. Различия в более высоком напряжении на один элемент, отсутствии стадии кондиционирования, а у некоторых моделей и поддерживающей зарядки.