Разница между Li-ion и LiFePO4 аккумуляторами
Обратите внимание, что характеристики у обоих типов химий могут значительно отличаться в зависимости от производителя и точно указаны в технических паспортах (datasheet ) от производителя. В статье даны усредненные значения. Литий-ионные аккумуляторы чаще всего используют любители электровелосипедов, они популярны за счет небольшого веса и компактных размеров. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы при той же энергоемкости больше и тяжелее, но имеют более стабильные разрядные характеристики и, больший эксплуатационный ресурс.
Разница между Li-ion и LiFePO4 батареями
- Количество циклов переразряда (ресурс ).
Литий-ферро-фосфатные аккумуляторы способны выдержать до 3000 перезарядов, что в 2-3 раза больше, чем литий-ионные аккумуляторы.
- Диапазон рабочих температур
АКБ LiFePO4 способны работать в диапазоне температур от-30 до +70 градусов Цельсия, Li-ion аккумуляторы имеют более ограниченные температурные рамки ( -20…+40 градусов по Цельсию).
- Уровень удельной емкости и плотности разрядного тока
У новых LiFePO4 аккумуляторов плотность энергии на 14% ниже, чем Li-ion батарей.
- Термическая и химическая стабильность
Этот показатель у литий-ферро-форфатных аккумуляторов существенно выше, поэтому они являются более безопасными. При повреждении LiFePO4 батареи могут нагреваться или дымить,горят,как батареи Li-ion.
- Стабильность напряжения разряда
Аккумуляторы LiFePO4 обеспечивают постоянное напряжение в процессе разряда, и по этому критерию являются лучше аккумуляторов Li-ion. Если сравнивать два наполовину разряженных АКБ разных типов химий, то на лифере мощность сравни полностью заряженному, так как напряжение в процессе разряда практически на падает, а как мы знаем произведение напряжения на силу тока и есть мощность.
Разница между Li-ion и LiFePO 4 батареями
Как видим, технические возможности и характеристики литий-железо-фосфатных аккумуляторов более высокие, чем литий-ионных. Практически каждое отличие литий-ионного аккумулятора от литий-железо-фосфатного в пользу последнего.
Однако есть у LiFePO4 batteries и недостатки, и самый главный минус для потребителя более высокая цена на такие батареи. Тем не менее, те пользователи, которые во главу угла ставят экологичность и высокий ресурс аккумулятора, чаще выбирают для электротранспорта батарею LiFePO4.
Что лучше, LiFePO4 или Li-ion
Литий-ионные аккумуляторы включают элементы питания с разными типами химии: с содержанием кобальта, марганца, никеля, алюминия, оксида титана, фосфата железа. Самые распространенные типы Li-ion аккумуляторов – литий-кобальтовые, литий-марганцевые и литий-никель-марганец-кобальтовые (NMC). Достойную конкуренцию им составляют литий-железо-фосфатные элементы питания (LiFePO4). Они также относятся к литиевым аккумуляторам, но из-за значительных отличий от остальных Li-ion элементов питания часто рассматриваются как отдельная категория. Сегодня мы сравним аккумуляторы LiFePO4 и Li-ion, сопоставим их преимущества и недостатки, дадим рекомендации по использованию в зависимости от поставленных задач и условий использования.
Особенности литий-ионных аккумуляторов
- чувствительность к глубокому разряду и перезаряду;
- диапазон рабочих температур от -20 до +60 °С;
- низкий саморазряд –
- легкий вес в сочетании с высокой емкостью;
- незначительное снижение емкости при хранении и эксплуатации – до 10% в год;
- ресурс с сохранением 80% емкости – 500–1000 полных циклов заряд-разряд;
- допустимое напряжение в процессе работы – от 2,8 до 4,2 В, номинальное – 3,6 или 3,7 В.
Особенности элементов питания LiFePO4
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы в роли материала катода используются литий-феррофосфат LiFePO4. Они тяжелее, чем остальные литий-ионные модели идентичной емкости. Также они имеют меньшее номинальное напряжение – 3–3,3 В. Главными их преимуществами выступает большее число рабочих циклов заряд-разряд (свыше 2000), химическая и термическая стабильность, способность без проблем работать на морозе, меньшее время заряда и повышенная безопасность эксплуатации.
С момента выпуска первой промышленной партии в 2006 году они считаются лучшими из силовых аккумуляторов. Принцип их действия базируется на применении электродов нано-масштаба и обмене ионами между электродами, который обеспечивается путем увеличения их активной поверхности.
Диапазон допустимых температур у элементов питания типа LiFePO4 составляет от-30 до +50 °С, саморазряд – до 3% в год. Удельная энергоемкость у них на 14% ниже, чем у моделей класса Li-ion. Напряжение в процессе разряда остается практически неизменным. Поэтому по техническим характеристикам аккумы типа LiFePO4 считаются лучшим выбором. Но они не подходят для использования в ситуациях, когда первостепенную роль играет минимизация веса и размеров аккумуляторной батареи.
Сравниваем LiFePO4 и Li-ion, что лучше
Для наглядного сравнения Li-ion и LiFePO4 аккумуляторов рассмотрим и сопоставим их основные характеристики. В таблице приведены их усредненные значения. Точные характеристики элементов питания зависят от бренда производителя и указаны в технических паспортах (datasheet).
Параметр оценки
Li-ion
LiFePO4
Что лучше – LiFePO4 или Li-ion аккумулятор?
Разные вещества в составе химических источников тока носят свои особенности работы, это отражается на свойствах батареи в целом. Сравнение литиевых аккумуляторов поможет разобраться в разнице между ними, сопоставить характеристики, оценить плюсы и минусы. В этой статье мы возьмем два основных современных типа АКБ и выясним, какой лучше — Li-ion или LiFePO4.
Особенности Li-ion аккумуляторов
В устройстве литий-ионных аккумуляторов присутствуют электроды, электролит, пористый сепаратор и контакты. Для изготовления отрицательных пластин используется графит, а в качестве электролита обычно выступает смесь карбоната и LiPF6. Катодом могут быть:
- LiCoO2 — кобальтат лития;
- LiMn2O4 — литий-марганцевая шпинель;
- LiNiCoMnO2 — литий-кобальт-марганцевая шпинель.
Особенностью является высокая удельная энергоёмкость, благодаря которой батарея при небольшом весе имеет больший заряд. Правда, этот типаккумуляторов чувствителен к значительным перезарядам и хроническому разряду до отказа.
Производственная технология проходит регулярные улучшения, чтобы повысить эффективность и безопасность батарей Li-ion.
Эксплуатационные характеристики литий-ионных аккумуляторов:
- Высокая токоотдача;
- Лёгкий вес при высоких размерах ёмкости;
- Способность работать в диапазоне температур -20…+60°С;
- Маленький процент саморазряда, теряет заряд менее 10% месяц;
- Большой ресурс: 500-1000 циклов эксплуатации до того, как АКБ потеряет 80% своего паспортного заряда;
- Номинальное напряжение 3,6-3,7 Вольт, люфт допустимого для работы напряжения 2,8-4,2 Вольт.
Артикул: 1616
Артикул: 1668
Артикул: 5362
Особенности LiFePO4 аккумуляторов
Это сравнительно новый вид аккумуляторов, массовое их производство стартовало только в 2006 году. В основе принципа действия — использование нано-электродов, что позволяет увеличить площадь активной поверхности для обмена ионами.
Катодом аккумуляторов LiFePO4 выступает литий-феррофосфат. Они тяжелее по весу, чем идентичные по емкости модели других типов АКБ.
Особенности литий-феррум-полимерного аккумулятора:
- Номинал напряжения от 3 до 3,3 Вольт;
- Огромный ресурс — более 2000 эксплуатационных циклов (заряд и разряд);
- Стабильная работа в экстремальных термических условиях -30…+55°C;
- Зарядка аккумулятора происходит быстрее и занимает меньше времени;
- Минимальный саморазряд — всего
Артикул: 1665
Артикул: 1665
Артикул: 1667
Сравнение элементов питания Li-ion или LiFePO4
Для простоты восприятия мы сведем в удобные списки отличия LiFePO4 от Li-ion, разделив их на два: раскроем преимущества каждого из аккумуляторов в сопоставлении с оппонентом.
Преимущества LiFePO4 над Li-ion
- Термоустойчивость. Литий-железо-фосфатные АКБ не настолько зависимы от температуры «за бортом». Например, при -18°C ток прокрутки сокращается в 2 раза, тогда как это значение у литий-ионных аналогов падает в 5 раз уже при +4°C.
- Дольше срок службы. Это связано с ресурсностью батарей: 2000 циклов против 500-1000 означает, что феррум-фосфатные аккумуляторы служат в 2-4 раза дольше.
- Стабильный уровень энергии для потребителя в ходе разряда.
- Готовность выдерживать перезаряд в таких масштабах, которые на литий-ионные батареи влияет пагубно.
- Полностью безопасная работа в контексте пожароопасности. Если элементы батареи получат сильное повреждение, они будут нагреваться, но до воспламенения не дойдет.
Преимущества Li-ion над LiFePO4
По сравнению с литий-ионными, энергоёмкость аккумуляторов LiFePO4 ниже на 14%. Этот единственный условный недостаток имеет фактическое значение только в ряде исключительных случаев, когда малый вес батареи при максимально возможной емкости выступает главным приоритетом в применении аккумулятора.
Такое разительное преобладание эксплуатационных выгод ферро фосфатных батарей перед литий-ионными неудивительно, ведь эта технология моложе и совершеннее. Ранее мы писали о том, почему LiFePO4 вытеснят свинцово-кислотные батареи в ближайшем будущем.
Применение разных типов литиевых аккумуляторов
Как правило, аккумуляторы Li-ion и Li-pol (литий -полимерные) используются в батареях для носимой техники: смартфоны, фото- и видеотехника, внешние аккумуляторы, радиоуправляемые игрушки. Благодаря невысокой стоимости их нередко применяют для стартеров. Этот тип источников питания не рассчитаны на то, чтобы давать сразу большой ток.
Конструкция батарей LiFePo4 покрывает потребности в бесперебойных источниках питания с более высокими токами, потому они применяются в автомобильной сфере, как замену свинцово-кислотной батареи. Несмотря на дорогое производство, феррум-фосфатные АКБ выигрывают за счет своей химической и термостабильности. Высоко ценится их напряжение, подаваемое в стабильной величине — это стало возможным благодаря очень узкому рабочему диапазону.
Что выбрать, LiFePO4 или Li-ion
Если ваше оборудование требовательно к стабильности уровня напряжения, и если позволяет бюджет, лучше выбрать батареи LiFePo4. Также стоит принять решение в их пользу, если вы планируете использовать электронику в холод и жару. Если нет необходимости в получении больших токов и в эксплуатации техники при экстремальных температурах, но важно обеспечить хороший запас ёмкости при минимальных габаритах и весе АКБ — выгоднее будет использовать Li-ion.
Перейти в каталог со всеми товарами можно по ссылкам:
Отличия литий-железо-фосфатных батареи от литий-ионных
Компания ELSA S.R.L выпускает литий-железо-фосфатные (LiFePO4) АКБ Aliant. На момент написания статьи — на рынке АКБ для стартеров присутствуют 2 типа АКБ — литий-ионные (Li-ion) и литий-железо-фосфатные (LiFEPO4).
Преимущества LiFEPO4 батарей перед Li-ion
- Устойчивость к температурам. АКБ LiFEPO4, некоторые их виды со специальной химией, могут работать при низких температурах. Ток прокрутки LiFEPO4 АКБ зависит от температуры но не настолько сильно. Так у литий-ионной АКБ ток прокрутки уже при +4С может падать в 5 раз. У наших литий-йонных АКБ, ток прокрутки падает в 2 раза на -18С.
- Литий-железо-фосфатные АКБ обладают большим числом циклов перезаряда и как следствие — большим сроком службы.
- Стабильность напряжение разряда — LiFEPO4 АКБ снабжают потребитель постоянным напряженением во время разряда
- Устойчивость к перезаряду. Литий-железо-фосфатные АКБ обладают большей устойчивостью к перезаряду, выдерживая разрушающие напряжения дольше литий-ионных.
- LiFEPO4 АКБ не горят, при сильном повреждении элементов — выделяется тепло и дым, но, в отличии от литий-ионных — нет пламени.
Недостатки LiFEPO4 батарей перед Li-ion
Основной недостаток LiFEPO4 батареи перед Li-ion это меньшая емкость при той же массе, при температуре +23С — у литий железо фосфатной АКБ емкость меньше чем у литий-ионной.