Výkon ternární lithiové baterie a lithiové železo-fosfátové baterie ve venkovních přenosných zdrojích energie
Výkon ternární lithiové baterie a lithiové železo-fosfátové baterie ve venkovních přenosných zdrojích energie
Na trhu přenosných zdrojů energie jsou dva hlavní typy bateriových článků lithiové železnaté (LiFePO4) baterie a ternární lithiové baterie. Jak ternární lithiové baterie, tak lithium-železofosfátové baterie vykazují různé výhody a nevýhody při použití venkovních přenosných zdrojů energie.
Ternární lithiová baterie, známá také jako lithium-iontová ternární baterie, je typ lithium-iontové baterie, která se skládá z lithium-nikl-manganového oxidu kobaltnatého (NMC) nebo lithium-nikl-kobalt-hlinitého oxidu (NCA). Na druhou stranu lithium-železo-fosfátové baterie se skládají především z kladných a záporných elektrod, separátorů, elektrolytů a vnějších obalů. Kladná elektroda, sloužící jako jednotka pro uchovávání energie v lithium-iontových bateriích, obsahuje mimo jiné aktivní materiály, vodivá činidla, pojiva. V lithiových železnatých bateriích je aktivním materiálem kladné elektrody lithný železnatý fosfát (LiFePO4), známý pro svou vynikající stabilitu cyklu, odolnost proti vysokým teplotám a bezpečnostní prvky. Tato různá strukturální složení vedou k odlišným výkonnostním charakteristikám.
Bezpečnost: Lithium Iron Phosphate baterie vykazují relativně vyšší tepelnou stabilitu a jsou méně náchylné ke vznícení nebo explozi za vysokých teplot. To je způsobeno jejich teplotou rozkladu 800°C, výrazně vyšší než 200°C ternárních lithiových baterií. Lithium Iron Phosphate baterie mají tedy podstatnou výhodu v oblasti bezpečnosti.
To však neznamená horší bezpečnost u ternárních lithiových baterií. Ve skutečnosti, s pokroky v bezpečnostním designu v rámci systému napájecích baterií a různými vylepšeními systému, jako je ochrana proti přebití, ochrana proti nadměrnému vybití, ochrana proti nadměrné teplotě, ochrana proti nadměrnému proudu atd., může bezpečnostní výkon ternárních lithiových baterií být zaručen. Lithium Iron Phosphate baterie vykazují vyšší bezpečnost, méně náchylné k výbuchům nebo požárům. Experimenty a testování prokázaly, že odolnost vůči vysokým teplotám a chemická stabilita Lithium Iron Phosphate má za následek nižší riziko tepelného úniku ve srovnání s ternárními lithiovými bateriemi. Proto v drsném venkovním prostředí Lithium Iron
Fosfátové baterie nabízejí vyšší bezpečnostní záruky.
Navíc v praktických aplikacích mají ternární lithiové baterie relativně vyšší hustotu energie, poskytují vyšší rychlosti nabíjení a silnější výstupní výkon, vhodné pro scénáře s vysokými nároky na výdrž, jako jsou elektrická vozidla. Lithium Iron Phosphate baterie mezitím nacházejí širší uplatnění v oblasti skladování energie díky dlouhé životnosti cyklu a nižším nákladům.
Životnost: Ternární lithiové baterie vykazují stabilnější ztrátu energie při používání. Konkrétně po více než 1000 cyklech nabití a vybití si mohou zachovat 80% účinnost baterie. Jejich energetický výdej v prostředí s nízkou teplotou však bývá nestabilní a udržuje přibližně 80 % normální kapacity při -20°C. To znamená, že v extrémních podmínkách, jako jsou zimní venkovní průzkumy nebo horolezecké aktivity, nemusí ternární lithiové baterie poskytovat dostatečný výkon. Lithium Iron Phosphate baterie na druhé straně vykazují stabilnější výkon z hlediska degradace baterie. Dokonce i po více než 3000 cyklech nabití a vybití mohou udržet 80% účinnost baterie. Ve srovnání s tím zůstává jejich energetický výstup stabilnější v prostředí s nízkou teplotou, přičemž si udržuje přibližně 50 % normální kapacity při -20°C. Lithium Iron Phosphate baterie jsou proto vhodnější pro každodenní outdoorové aktivity, jako je kempování, fotografování atd.
Hustota energie a rychlost nabíjení: V současné době mají ternární lithiové baterie obecně vyšší hustotu energie než baterie lithiové a železnaté. Podle některých testovacích údajů mohou ternární lithiové baterie dosáhnout energetické hustoty 200 Wh/kg, zatímco lithiové železnaté baterie se obvykle pohybují kolem 150 Wh/kg. To znamená, že při stejné hmotnosti mohou ternární lithiové baterie nabídnout vyšší energetický výkon. Při pohledu na rychlost nabíjení jsou ternární lithiové baterie obvykle rychlejší ve srovnání s lithiovými železnatými fosfátovými bateriemi. Některá testovací data ukazují, že ternární lithiové baterie jsou vhodné pro rychlé nabíjení a ultrarychlé nabíjení, zatímco lithiové železnofosfátové baterie vykazují relativně nižší rychlost nabíjení. Je to hlavně proto, že ternární lithiové baterie mají vyšší rychlost migrace iontů, což umožňuje rychlejší procesy nabíjení."
