Przypominamy, że jeśli interesują Państwa stacje zasilania z akumulatorami litowo-żelazowo-fosforanowymi (baterie), to na stronie profilowej katalogu zaprezentowany jest duży asortyment modeli. Jeśli potrzebujesz akumulatorów LiFePO4 do UPS, możesz skorzystać z tego linku. A jeśli potrzebujesz ładowarki, która w bezpieczny sposób uzupełni pojemność takiego akumulatora, to zapraszamy.

Czym jest lepszy akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy?

Technologia LiFePO4 to jedna z najbardziej zaawansowanych akumulatorów litowych dostępnych na rynku. Główne zalety akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych obejmują:

  • Zwiększone zasoby robocze. Z reguły LiFePO4 przewyższa konkurencję z marginesem pod względem liczby cykli ładowania i rozładowania bez utraty wydajności roboczej.
  • Wysokie bezpieczeństwo i przyjazność dla środowiska. Kompozycja LiFePO4 charakteryzuje się podwyższoną stabilnością termiczną i chemiczną oraz nie zawiera potencjalnie szkodliwych substancji - kadmu, ołowiu czy kobaltu.
  • Gotowy na duże obciążenia. Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe dobrze sprawdzają się w połączeniu z wydajnymi urządzeniami konsumenckimi.
  • Szeroki zakres temperatur pracy. Akumulatory LiFePO4 są lepiej przystosowane do trudnych warunków atmosferycznych, nawet podczas pracy w chłodne dni.
  • Wszystkie zalety akumulatorów litowych, a mianowicie brak efektu pamięci, minimalne samorozładowanie, gotowość do głębokich rozładowań (90% lub więcej) i szybkie uzupełnianie pojemności akumulatora w porównaniu do dowolnych akumulatorów samochodowych, na przykład AGM.
Obecnie LiFePO4 jest często stosowany w przenośnych stacjach zasilania.

Jaka jest różnica między LiFePO4 i Li-Ion?

LiFePO4 i Li-Ion to rozwiązania powiązane, ponieważ oba typy akumulatorów zawierają lit. Różnią się jednak składem, co między innymi powoduje różnicę we właściwościach użytkowych. Zatem modele żelazowo-fosforanowe można uznać za bardziej postępowe rozwiązanie z dodatkowymi zaletami, a mianowicie:

  • Duża liczba cykli ładowania i rozładowania. Średnio fosforan żelaza ma 2 razy lepszą trwałość niż akumulatory litowo-jonowe. Zazwyczaj LiFePO4 są projektowane na warunkowe 3000 lub 4000 cykli, w porównaniu do 1500 lub 2000 dla najlepszych wersji Li-Ion.
  • Bezpieczeństwo. Fosforan litowo-żelazowy dobrze radzi sobie ze wzrostem temperatur, nie emituje szkodliwych oparów i tlenu i ogólnie lepiej niż Li-Ion zapobiega różnego rodzaju działaniu siły wyższej. Te ostatnie mogą się przegrzać i aby temu zapobiec, potrzebne są systemy zabezpieczające ze specjalnymi sterownikami.
  • Zwiększona stabilność działania, także w niskich temperaturach. Każda bateria litowa a priori nie lubi mrozu. Dlatego Li-Ion rozładowuje się szybciej przy wartościach ujemnych, a odczyty napięcia mogą zauważalnie spaść. LiFePO4 generalnie charakteryzuje się wyższą ogólną stabilnością działania i szerszym zakresem temperatur, dzięki czemu działają lepiej przy dużych obciążeniach (zasilanie wydajnych urządzeń) i niesprzyjających warunkach pogodowych (upał lub mróz).
  • Przyjazny dla środowiska. Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe nie zawierają kadmu i kobaltu, które wymagają właściwej utylizacji i są czynnikiem negatywnym dla środowiska. Ale skład akumulatorów Li-Ion jest pod tym względem mniej „zielony”.
Do ważnych zalet LiFePO4 zalicza się przyjazność dla środowiska, trwałość i szeroki zakres temperatur pracy.

Akumulatory litowo-jonowe mają także przewagę nad akumulatorami żelazowo-fosforanowymi. Zatem przy tej samej pojemności są bardziej kompaktowe i lżejsze, ponieważ mają większą gęstość energii. Nawet przy zakupie stacji zasilania wersje z Li-Ion będą kosztować mniej niż LiFePO4. Prawdopodobnie powodem jest względna nowość technologii fosforanu żelaza, ponieważ ogólnie rzecz biorąc, koszt akumulatorów litowo-jonowych jest jeszcze wyższy.

Więcej o różnicach pomiędzy obecnymi akumulatorami litowymi przeczytasz w naszym materiale profilowym „Li-Ion czy LiFePO4: Co jest lepsze dla stacji zasilania i UPS?”

Popularne stacje zasilania z akumulatorem LiFePO4

Czy LiFePO4 można ładować ładowarką samochodową?

Nie zaleca się uzupełniania pojemności akumulatora fosforanowo-żelazowego za pomocą konwencjonalnego rozrusznika samochodowego. Jest to co najmniej obarczone skróceniem żywotności baterii i spadkiem wydajności, a maksymalnie - awarią.

Funkcja automatycznego ładowania kompatybilna z LiFePO4 posiada profilowany tryb pracy.

Dziś w sprzedaży są ładowarki samochodowe, które zapewniają specjalny tryb dla LiFePO4. To właśnie te urządzenia powinny być używane w połączeniu z tymi akumulatorami. Zapewnią stabilne odczyty napięcia i prądu podczas zasilania oraz całkowicie zatrzymają dopływ energii po osiągnięciu 100%. Można je także uzupełnić o różnorodne systemy zabezpieczające.

Jeśli nie ma trybu profilowego dla akumulatorów żelazowo-fosforanowych, teoretycznie dopuszczalne jest stosowanie ładowania samochodowego, które charakteryzuje się następującymi parametrami:

  • zapewnia napięcie robocze do 14,6 V;
  • umożliwia wyłączenie trybu odsiarczania lub poziomowania (ważne, aby opcje te nie działały automatycznie);
  • przed przejściem na ładowanie podtrzymujące nie ma etapu kondycjonowania przy napięciu roboczym około 14 V;
  • dodatkowo po zakończeniu procesu ładowania za pomocą tego urządzenia należy natychmiast odłączyć akumulator LiFePO4.
Popularne ładowarki do akumulatorów LiFePO4

Jak długo wytrzymuje akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy?

Średni czas pracy LiFePO4 wynosi 3500 cykli ładowania i rozładowania bez utraty pojemności. Co więcej, w zależności od konkretnej baterii, wskaźnik ten może wynosić od 2000 do kilkudziesięciu tysięcy cykli. W praktyce degradacja, czyli zauważalna utrata pojemności następuje po 7–10 latach eksploatacji. Wiele jednak zależy od specyfiki zastosowania, zgodności z zaleceniami dotyczącymi przechowywania i ładowania.

LiFePO4 jest droższy niż akumulator kwasowo-ołowiowy (SLA), ale jest wielokrotnie trwalszy.

Akumulatory fosforanowo-żelazowe są około 7 do 10 razy trwalsze niż akumulatory kwasowo-ołowiowe, a akumulatory litowo-jonowe są co najmniej 2 razy trwalsze.

Jakiego napięcia należy użyć do ładowania akumulatora LiFePO4?

W przypadku akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego optymalne „napięcie” wynosi 3,6 V na ogniwo(ale nie więcej niż 4,2 V). Standardowy 12-woltowy LiFePO4 ma grupy po cztery takie elementy, co oznacza, że zaleca się ładowanie go napięciem od 14,2 do 14,6 V (3,6 V x 4 = 14,4 V). Natomiast dla napięcia 24 V odpowiedni jest zakres 28,4 – 29,2 V.

Należy również wziąć pod uwagę, że w przypadku LiFePO4 proces ładowania musi obejmować 2 główne fazy - stały prąd i stałe napięcie. Zatem początkowo przy jednym amperażu wolty stopniowo rosną, a następnie utrzymują się na optymalnym poziomie. Prąd powoli spada do 2 A w miarę zbliżania się do końca cyklu ładowania.

Informacje opisane powyżej nie są Ci tak naprawdę potrzebne, jeśli używana ładowarka obsługuje tryb LiFePO4 lub jeśli posiadasz UPS, który „może” ładować akumulatory żelazowo-fosforanowe.

Na czym polega samorozładowanie LiFePO4?

Szybkość samorozładowania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych jest najniższa w porównaniu z analogami. Wskaźniki są bardzo indywidualne, to znaczy zależą od konkretnego akumulatora. Ogólnie rzecz biorąc , maksymalne samorozładowanie podczas przechowywania LiFePO4 w temperaturze pokojowej nie powinno przekraczać 3% miesięcznie. W praktyce producenci zapewniają nawet taki wskaźnik „w rezerwie”, a poszczególne jednostki rozładowują się jeszcze wolniej na biegu jałowym - o 3–5% rocznie.

Do jakiego napięcia można rozładować LiFePO4?

Technologia litowo-żelazowo-fosforanowa wyróżnia się wysokim współczynnikiem rozładowywania akumulatorów bez uszczerbku dla niezawodności. Tym samym to właśnie LiFePO4 można eksploatować przy najniższych poziomach napięcia w porównaniu z analogami (akumulatory litowo-jonowe, a zwłaszcza kwasowo-ołowiowe).

LiFePO4 powoli traci napięcie, różnice na poziomie 100% i 25% są minimalne

Dopuszczalne napięcie minimalne mieści się zwykle w przedziale od 2,2 do 2,8 V na ogniwo. Odpowiednio dla akumulatorów 12 V standardowych zestawów (z 4 akumulatorami w grupie) uzyskujemy maksymalne rozładowanie około 10 V.

Warto wziąć pod uwagę, że minimalne napięcie robocze jest zwykle wskazane w instrukcji dla konkretnego akumulatora LiFePO4. Ponadto większość nowoczesnych modeli posiada system ochronny BMS (Battery Management System), który wymusza wyłączenie akumulatora po osiągnięciu krytycznej głębokości rozładowania. W takim przypadku minimalny kierunek pracy można zweryfikować eksperymentalnie. W przyszłości lepiej nie osiągać maksymalnego rozładowania, aby wydłużyć ogólną żywotność akumulatora.

Jak przechowywać akumulator LiFePO4?

Podstawowe zalecenia dotyczące przechowywania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych są podawane przez producentów w ich instrukcjach obsługi. To na informacjach zawartych w instrukcjach należy się skupić w pierwszej kolejności.

Ogólne zalecenia dotyczące przechowywania to:

  • naładować akumulator do 100% lub osiągnąć napięcie 14,4 V. W przypadku krótkich przerw w pracy (do kilku miesięcy) nie jest konieczne pełne ładowanie akumulatora - wystarczający jest zakres od 50 do 80%. Częściowa pojemność akumulatora nie będzie miała szkodliwego wpływu, w przeciwieństwie do najprostszych analogów kwasowo-ołowiowych ;
  • odłącz urządzenie od ładowarki i odbiorników;
  • optymalna temperatura przechowywania wynosi od 0 do 40 stopni Celsjusza, a przy dłuższym okresie (powyżej 3 miesięcy) - zbliżona do wartości pokojowej (około 20°C);
  • przez krótki czas (zwykle do 30 dni) akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy można pozostawić nawet w mrozie (chyba że producent zadeklarował inny zakres temperatur);
  • Jeśli to możliwe, znajdź zacienione, suche i dobrze wentylowane miejsce na akumulator i chroń urządzenie przed wpływami mechanicznymi;
  • W przypadku dłuższych przestojów zaleca się okresowe sprawdzanie poziomu naładowania LiFePO4 i utrzymywanie go na poziomie powyżej 50%.

Czy jest potrzebny balanser dla LiFePO4?

Przy zakupie gotowych akumulatorów kwestia posiadania balanserów, czyli urządzeń wyrównujących napięcie w ogniwach akumulatora podczas ładowania, jest mało istotna. Producenci wiedzą, kiedy są potrzebne i jakie. Inaczej wygląda sytuacja w przypadku samodzielnego montażu. Balansery są zatem niezbędne, jeśli łączna pojemność niezależnie zmontowanego akumulatora przekracza 40 Ah. Jednak w przypadku akumulatorów o pojemności do 40 Ah zadanie równoważenia zwykle dobrze radzi sobie z systemem ochronnym BMS (Battery Management System).

W przypadku LiFePO4 zaleca się stosowanie wyłącznie balanserów pasywnych. Urządzenia te przestają ładować te ogniwa akumulatora, które osiągnęły optymalne napięcie (zwykle 3,6 V) i po prostu usuwają nadmiar energii w postaci ciepła. Balansery pasywne współpracują poprawnie z płytą BMS i nie mają negatywnego wpływu na żywotność akumulatora.

Tak wyglądają balansery w akumulatorach LiFePO4 z systemem BMS.

Jednak aktywne korektory – takie, które „wiedzą, jak” rozprowadzać energię pomiędzy ogniwami – od tych już naładowanych do tych, które są jeszcze w trakcie – nie są zalecane w przypadku LiFePO4. Mogą zmniejszyć ogólne zasoby i działać nieprawidłowo w połączeniu z BMS.

Czy LiFePO4 można przewracać?

Teoretycznie praca akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego jest możliwa w dowolnej pozycji. Nie ma kwasu, który może się rozlać tak jak w akumulatorach ołowiowych. Ciekły elektrolit w LiFePO4 jest niezawodnie chroniony w zamkniętych ogniwach.

W każdym razie zalecamy najpierw przeczytać instrukcję. Producenci często nadal zabraniają przewracania. Może to wynikać ze specyfiki odprowadzania ciepła (wymiana powietrza zostaje zakłócona w przypadku innego ułożenia akumulatora), układu ogniw lub innych elementów roboczych, a może po prostu chęci producenta, aby zachować bezpieczeństwo. Dlatego próby przewrócenia dość ciężkich akumulatorów mogą spowodować wstrząsy lub inne niepożądane uderzenia mechaniczne.

Czy można ładować LiFePO4 w mrozie?

W większości przypadków akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych nie można ładować w temperaturach ujemnych. Dopuszczalne jest uzupełnianie pojemności akumulatora w mrozie, jeśli zastosowano wbudowane systemy grzewcze (grzałki niskoprądowe), które pozwalają akumulatorom osiągnąć dodatnie wartości temperatur.

Wiele akumulatorów LiFePO4 jest gotowych do efektywnej pracy w zimne dni, ale ładowanie jest nieco bardziej skomplikowane.

Nawet jeśli producent dopuszcza ładowanie w chłodne dni (powiedzmy -5, a nawet -10 stopni Celsjusza), to taka opcja jest wskazana tylko w sytuacjach awaryjnych. W większości sytuacji lepiej przenieść akumulator LiFePO4 w ciepłe miejsce i dopiero wtedy zasilić go energią. Będzie też znacznie szybciej, ponieważ bezpieczny proces ładowania w zimne dni wymaga ograniczenia natężenia prądu (a to znacznie wydłuża całkowity czas). Czyli np. przy temperaturach poniżej 0°C maksymalny prąd ładowania nie powinien przekraczać 10% pojemności akumulatora (np. dla 80 Ah jest to 8 A). A gdy termometr spadnie poniżej -10 stopni, konieczne jest ograniczenie prądu do 5% (w naszym przykładzie 4 A).

Ile waży akumulator LiFePO4?

Masa akumulatora LiFePO4 zależy bezpośrednio od jego pojemności. Gęstość energii akumulatorów tej technologii waha się zwykle od 90 do 150 Wh/kg. Na podstawie średniej wartości przeprowadzimy przybliżone obliczenia dla akumulatora 12 V na 100 Ah:

  • Zamieńmy Ah na Wh: 100 x 12 = 1200 Wh;
  • Obliczmy wagę biorąc pod uwagę gęstość 120 W*h/kg - 1200 / 120 = 10 kg;
  • końcowa masa akumulatora będzie większa o około 1 lub 2 kg, gdyż wartość 10 kg nie uwzględnia samej obudowy akumulatora, dodatkowej elektroniki itp. A w przypadku stacji zasilania końcowa waga jest jeszcze większa, bo są tam falowniki, układ chłodzenia i inne elementy.

Należy pamiętać, że akumulatory fosforanowo-żelazowe są cięższe niż akumulatory litowo-jonowe o podobnej pojemności, ale znacznie lżejsze niż modele kwasowo-ołowiowe i żelowe.

Czy do dowolnego UPS-a można podłączyć akumulator LiFePO4?

Nie wszystkie zasilacze awaryjne są kompatybilne z akumulatorami LiFePO4. Teoretycznie taki akumulator można podłączyć dosłownie do dowolnego UPS-a obsługującego akumulatory zewnętrzne. Jednak ze względu na specyficzną pracę systemu BMS w akumulatorze litowo-żelazowo-fosforanowym, który utrzymuje stabilne odczyty napięcia, wiele systemów zasilania awaryjnego „nie rozpoznaje” jego rozładowania i w związku z tym nie jest w stanie go naładować.

Jeśli chcesz bezproblemowo używać LiFePO4 z UPS-em, to musisz przed zakupem wybrać zasilacze UPS, które obsługują ładowanie tych akumulatorów i/lub dodatkowo wyjaśnić fakt kompatybilności.

Popularne UPS-y z obsługą ładowania akumulatorów LiFePO4