Qu'est-ce que le phosphate de fer au lithium?

C'est une idée fausse courante que les batteries au lithium fer phosphate sont différentes des batteries lithium-ion.En réalité, il existe de nombreux types de batteries lithium-ion, et le lithium fer phosphate n'est que l'un d'entre eux.

Voyons ce qu'est exactement le phosphate de fer au lithium, pourquoi c'est un excellent choix pour certains types de batteries et comment il se compare à d'autres options de batterie lithium-ion.

Qu'est-ce que le Lithium Fer Phosphate ?

Le phosphate de fer au lithium est un composé chimique LiFePO4 ou "LFP" en abrégé.Le LFP offre de bonnes performances électrochimiques, une faible résistance et est l'un des matériaux de cathode les plus sûrs et les plus stables disponibles pour les batteries lithium-ion.

Qu'est-ce qu'une batterie lithium fer phosphate ?

Les batteries au lithium fer phosphate sont un type de batterie lithium-ion qui utilise du lithium fer phosphate comme matériau de cathode pour stocker les ions lithium.Les batteries LFP utilisent généralement du graphite comme matériau d'anode.La composition chimique des batteries LFP leur confère un courant nominal élevé, une bonne stabilité thermique et un long cycle de vie.

La plupart des batteries au lithium fer phosphate ont quatre cellules de batterie câblées en série.La tension nominale d'une cellule de batterie LFP est de 3,2 volts.La connexion de quatre cellules de batterie LFP en série donne une batterie de 12 volts qui constitue une excellente option de remplacement pour de nombreuses batteries au plomb de 12 volts.

Lithium Fer Phosphate Vs.Types de lithium-ion alternatifs

Le phosphate de fer au lithium n'est qu'un des nombreux types de batteries lithium-ion.Changer le composé chimique de la cathode crée différents types de batteries lithium-ion.Certaines des options les plus courantes sont l'oxyde de lithium-cobalt (LCO), l'oxyde de lithium-manganèse (LMO), l'oxyde de lithium-nickel-cobalt-aluminium (NCA), l'oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt (NMC) et le titanate de lithium (LTO).

Chacun de ces types de batteries a des forces et des faiblesses différentes qui en font un bon choix pour différentes applications.En examinant les principales propriétés de ces types de batteries, nous pouvons voir où se situent les batteries au lithium fer phosphate et pour quelles applications elles sont les meilleures.

Densité d'énergie

Les batteries LFP ont l'une des puissances nominales spécifiques les plus élevées parmi les autres types de lithium-ion.En d'autres termes, une puissance spécifique élevée signifie que les batteries LFP peuvent fournir de grandes quantités de courant et de puissance sans surchauffe.

D'autre part, il est important de garder à l'esprit que les batteries LFP ont l'une des cotes énergétiques spécifiques les plus basses.Une faible énergie spécifique signifie que les batteries LFP ont moins de capacité de stockage d'énergie par poids que les autres options lithium-ion.Ce n'est généralement pas un gros problème, car l'augmentation de la capacité du groupe de batteries peut être effectuée en connectant plusieurs batteries en parallèle.Cela peut ne pas être idéal pour une application où une densité d'énergie extrême dans un espace très léger est requise, comme les véhicules électriques à batterie.

Cycles de vie de la batterie

Les batteries au lithium fer phosphate ont une durée de vie qui commence à environ 2 000 cycles de décharge complets et augmente en fonction de la profondeur de décharge.Les cellules et le système de gestion de batterie interne (BMS) utilisés chez Dragonfly Energy ont été testés sur plus de 5 000 cycles de décharge complets tout en conservant 80 % de la capacité de la batterie d'origine.

Le LFP est le deuxième après le titanate de lithium en termes de durée de vie.Cependant, les batteries LTO ont traditionnellement été l'option de batterie lithium-ion la plus chère, ce qui les rend d'un coût prohibitif pour la plupart des applications.

Taux de décharge

Le taux de décharge est mesuré en un multiple de la capacité de la batterie, ce qui signifie qu'un taux de décharge de 1C pour une batterie de 100 Ah est de 100 A en continu.Les batteries LFP disponibles dans le commerce ont traditionnellement une cote de décharge continue de 1C, mais peuvent la dépasser pendant de courtes périodes en fonction du système de gestion de la batterie.

Les cellules LFP elles-mêmes peuvent généralement fournir une décharge à 25 °C pendant de courtes périodes en toute sécurité.La capacité de dépasser 1C vous permet d'utiliser des batteries LFP dans des applications à haute puissance qui peuvent avoir des pics de démarrage dans la consommation de courant.

Températures de fonctionnement

Les batteries LFP n'entrent pas dans des conditions d'emballement thermique avant environ 270 degrés Celsius.Par rapport aux autres options de batterie lithium-ion courantes, les batteries LFP ont la deuxième limite de température de fonctionnement la plus élevée.

Le dépassement de la limite de température d'une batterie lithium-ion provoque des dommages et peutemballement thermique, provoquant éventuellement un incendie.La limite de fonctionnement élevée du LFP réduit considérablement le risque d'emballement thermique.Combiné à un BMS de haute qualité pour arrêter les cellules bien avant ces conditions (à environ 57 degrés Celsius), le LFP offre des avantages significatifs en matière de sécurité.

Avantages de sécurité

Les batteries LFP sont l'une des chimies stables de toutes les options lithium-ion.Cette stabilité en fait l'une des options les plus sûres pour les applications grand public et industrielles.

La seule autre option comparablement sûre est le titanate de lithium, qui est à nouveau généralement d'un coût prohibitif et ne fonctionne pas à la tension correcte dans la plupart des situations pour un remplacement 12V.

Lithium Fer Phosphate Vs.Batteries au plomb

Les batteries au lithium fer phosphate offrent de nombreusesavantages par rapport aux batteries plomb-acide traditionnelles.Le plus notable est que les batteries LFP ont environ quatre fois la densité d'énergie des batteries au plomb.Vous pouvez décharger en profondeur les batteries LFP à plusieurs reprises sans les endommager.Elles se rechargent également 5 fois plus vite que les batteries plomb-acide.

Cette densité d'énergie élevée conduit à une durée de fonctionnement plus longue tout en réduisant simultanément le poids du système de batterie.

La réaction chimique à l'intérieur des batteries plomb-acide provoque un dégazage, ce qui nécessite que les batteries soient ventilées et périodiquement remplies d'eau par l'utilisateur.Si les batteries ne sont pas stockées en position verticale, la solution acide peut fuir, endommager la batterie et causer des dégâts.Alternativement, les batteries LFP ne dégagent pas de gaz et n'ont pas besoin d'être purgées ou remplies.Encore mieux, vous pouvez les monter dans n'importe quelle orientation.

Les batteries LFP sont initialement plus chères que les batteries au plomb.Cependant, la longue durée de vie des batteries LFP compense leur coût initial élevé.Dans la plupart des cas, les batteries LFP dureront 5 à 10 fois plus longtemps que les batteries au plomb, ce qui se traduira par des économies globales importantes.

Meilleures batteries au lithium fer phosphate pour remplacer les applications de batterie au plomb

De nombreuses batteries lithium-ion différentes sont disponibles, et certaines dépassent même le lithium fer phosphate dans certaines catégories de performances.Cependant, lorsqu'il s'agit de remplacer les batteries au plomb de 12 volts, le LFP est la meilleure option disponible.

La raison principale en est que la tension nominale de la cellule pour le phosphate de fer au lithium est de 3,2 volts.La tension nominale d'une batterie plomb-acide de 12 volts est d'environ 12,7 volts.Ainsi, le câblage de quatre cellules en série à l'intérieur d'une batterie donne 12,8 volts (4 x 3,2 = 12,8) - une correspondance presque parfaite !Ceci n'est possible avec aucun autre type de batterie lithium-ion.

Au-delà d'une correspondance de tension presque parfaite, le LFP offre d'autres avantages en remplacement du plomb-acide.Comme indiqué ci-dessus, les batteries LFP sont durables, stables, sûres, durables, légères et ont une densité d'énergie élevée.Cela en fait un excellent choix pour de nombreuses applications!Des choses commemoteurs de pêche à la traîne,VR,voiturettes de golf, et d'autres applications qui reposaient traditionnellement sur des batteries au plomb.

Dragonfly Energy et Battle Born Batteries fabriquent certaines des meilleures batteries lithium fer phosphate disponibles.Ils sont fièrement conçus et assemblés aux États-Unis avec des matériaux de la plus haute qualité disponibles.De plus, chaque batterie est rigoureusement testée et répertoriée UL.

Chaque batterie comprend également un intégrésystème de gestion de la batteriepour s'assurer que la batterie fonctionne en toute sécurité dans toutes les conditions.Dragonfly Energy et Battle Born Batteries ont des milliers de batteries installées et fonctionnent en toute sécurité dans de nombreuses applications différentes à travers le monde.

Maintenant tu sais

En conclusion, le phosphate de fer au lithium n'est qu'un des nombreux types de batteries lithium-ion disponibles.Cependant, l'ensemble unique de caractéristiques qui composent les batteries LFP en font une alternative fantastique aux batteries plomb-acide de 12 volts du passé.