Нагадуємо, якщо вас цікавлять зарядні станції з літій-залізо-фосфатними акумуляторами (АКБ), то великий асортимент моделей представлений у профільному розділі каталогу. Якщо потрібна LiFePO4 батарея для ДБЖ, тоді можете переходити за цим посиланням. А якщо потрібний зарядний пристрій, який безпечно заповнить ємність такої АКБ, то вам сюди.

Чим кращий літій-залізо-фосфатний акумулятор?

Технологія LiFePO4 є однією з найпередовіших на ринку літієвих АКБ. До основних плюсів літій-залізо-фосфатних акумуляторів належать такі:

  • Збільшений робочий ресурс. Як правило, LiFePO4 із запасом виграє у конкурентів за кількістю циклів зарядки-розрядки без втрати робочої ємності.
  • Висока безпека та екологічність. Склад LiFePO4 характеризується підвищеною термічною та хімічною стабільністю, і не має потенційно шкідливих речовин – кадмію, свинцю чи кобальту.
  • Готовність до високих навантажень. Літій-залізо-фосфатні акумулятори добре проявляють себе в тандемі з потужними приладами-споживачами.
  • Широкий діапазон робочих температур. Акумулятори LiFePO4 краще адаптовані до складних погодних умов, навіть до морозу.
  • Всі переваги літієвих акумуляторів, а саме відсутність ефекту пам'яті, мінімальний саморозряд, готовність до глибоких розрядів (90% і більше) та швидке заповнення ємності АКБ на тлі будь-яких автобатарей, наприклад, AGM.
Сьогодні LiFePO4 часто використовують у портативних зарядних станціях.

Чим відрізняється LiFePO4 від Li-Ion?

LiFePO4 і Li-Ion є спорідненими рішеннями, оскільки обидва різновиди акумуляторів містять літій. Але вони відрізняються за своїм складом, який, серед іншого, створює різницю в експлуатаційних властивостях. Так залізо-фосфатні моделі можна вважати прогресивнішим рішенням з додатковими перевагами, а саме:

  • Більшою кількістю циклів зарядки-розрядки. У середньому залізо-фосфат за довговічністю в 2 рази кращий за літій-іонні АКБ. Зазвичай LiFePO4 розраховані на умовні 3000 або 4000 циклів на фоні 1500 або 2000 топових версій Li-Ion.
  • Безпекою. Літій-залізо-фосфат добре справляється зі зростанням температур, не виділяє шкідливі випаровування та кисень, загалом краще попереджає різного роду форс-мажори, ніж Li-Ion. Останні можуть перегріватись, а щоб цього не сталося потрібні захисні системи зі спеціальними контролерами.
  • Підвищеною стабільністю роботи, у тому числі при низьких температурах. Будь-які літієві АКБ апріорі не люблять морози. Так, Li-Ion при мінусових значеннях швидше розряджається, а показники напруги можуть відчутно просідати. У LiFePO4 загалом вища загальна стабільність роботи та ширший температурний діапазон, тому вони краще проявляють себе при високих навантаженнях (живленні потужних приладів) та несприятливих погодних умовах (спека чи мороз).
  • Екологічністю. У літій-залізо-фосфатних АКБ немає кадмію та кобальту, які потребують правильної утилізації та виступають негативним фактором для навколишнього середовища. А ось склад Li-Ion батарей у цьому плані менш «зелений».
До важливих плюсів LiFePO4 належить екологічність, довговічність та широкий температурний діапазон роботи.

Є й у літій-іонних акумуляторів перевага перед залізо-фосфатними. Так, вони при однаковій ємності компактніші і легші, оскільки мають вищу щільність енергії. Ще при покупці зарядних станцій версії з Li-Ion обійдуться дешевше, ніж LiFePO4. Ймовірно, виною всьому відносна новизна залізо-фосфатної технології, адже загалом собівартість літій-іонних батарей навіть вища.

Більше про відмінності між актуальними літієвими АКБ можна почитати в нашому профільному матеріалі «Li-Ion або LiFePO4: Що краще для зарядної станції та ДБЖ?»

Популярні зарядні станції з LiFePO4 батареєю

Чи можна заряджати LiFePO4 автомобільною зарядкою?

Звичайним автомобільним зарядним пристроєм поповнювати ємність залізо-фосфатної батареї не рекомендується. Як мінімум, це може призвести до зниження терміну служби АКБ і падіння продуктивності, а як максимум — до поломки.

Сумісна з LiFePO4 автозарядка має профільний режим роботи.

Сьогодні у продажу є автомобільні зарядки, які передбачають спеціальний режим для LiFePO4. Саме такі прилади варто застосовувати в тандемі з цими акумуляторами. Вони забезпечать стабільні показники напруги та сили струму в ході живлення та повністю зупинять подачу енергії після досягнення 100%. А ще вони можуть бути доповнені різними захисними системами.

Якщо профільного режиму для залізо-фосфатних АКБ немає, теоретично допустимо використовувати автомобільну зарядку, яка характеризується такими параметрами:

  • забезпечує робочу напругу до 14.6 В;
  • дає змогу вимкнути режим десульфатації або вирівнювання (важливо переконатися, що ці опції є автоматичними);
  • перед переходом на підтримуючу зарядку немає стадії кондиціювання з робочою напругою близько 14 В;
  • плюс як тільки зарядний процес з використанням цього приладу завершено, потрібно відразу вимкнути LiFePO4 батарею.
Популярні зарядні пристрої для LiFePO4 акумуляторів

Скільки служить літій-залізо-фосфатний акумулятор?

Середній робочий ресурс LiFePO4 становить 3500 циклів зарядки-розрядки без втрати ємності. При цьому, залежно від конкретної батареї, цей показник може коливатися від 2000 до декількох десятків тисяч циклів. Насправді, деградація, тобто відчутна втрата ємності, відбувається через 7-10 років експлуатації. Але багато залежить від специфіки застосування, дотримання рекомендацій щодо зберігання та зарядки.

LiFePO4 коштує дорожче свинцево-кислотної (SLA) батареї, але довговічніше її в рази.

Залізо-фосфатні акумулятори довговічніші за свинцево-кислотні приблизно в 7-10 разів, а літій-іонних — мінімум у 2 рази.

Якою напругою заряджати акумулятор LiFePO4?

Для літій-залізо фосфатної батареї оптимальним вважається «вольтаж» 3.6 В на елемент (але не більше 4.2 В). Стандартний 12-вольтовий LiFePO4 має групи з чотирьох таких елементів, а це означає що його заряджати рекомендується при напрузі від 14.2 до 14.6 В (3.6 В х 4 = 14.4 В). Тоді як для 24-вольтового підійде діапазон 28.4-29.2 В.

Також важливо враховувати, що для LiFePO4 зарядний процес має передбачати дві основні фази – постійний струм і постійна напруга. Так спочатку при одному амперажі плавно піднімаються вольти і далі тримаються на оптимальному рівні. А сила струму з наближенням до кінця зарядного циклу повільно опускається до 2 А.

Описана вище інформація вам особливо не потрібна, якщо застосовуваний зарядний пристрій передбачає режим для LiFePO4 або є ДБЖ, який «уміє» заряджати залізо-фосфатні АКБ.

Який саморозряд у LiFePO4?

Швидкість саморозряду у літій-залізо-фосфатних акумуляторів є найнижчою на тлі аналогів. Показники дуже індивідуальні, тобто залежить від конкретної батареї. В цілому максимальний саморозряд при зберіганні при кімнатній температурі для LiFePO4 не повинен перевищувати 3% на місяць. На практиці навіть такій показник виробники дають, так би мовити, «про запас», а окремі екземпляри при простої розряджаються ще повільніше — на 3-5% на рік.

До якої напруги можна розряджати LiFePO4?

Літій-залізо-фосфатна технологія примітна підтримкою високої глибини розряду акумулятора без зниження надійності. Так, саме LiFePO4 можна експлуатувати до найнижчих показників напруги на тлі аналогів (літій-іонних і тим більше свинцево-кислотних батарей).

LiFePO4 повільно втрачає напругу, відмінності при 100% та 25% мінімальні

Допустима мінімальна напруга зазвичай знаходиться в діапазоні від 2.2 до 2.8 В на елемент. Відповідно, для 12-вольтових АКБ стандартних збірок (з 4 елементами живлення в групі) отримаємо граничний розряд приблизно до 10 В.

Варто враховувати, що мінімальний робочий вольтаж зазвичай вказується в інструкції до конкретного LiFePO4 акумулятора. Плюс у більшості сучасних моделей реалізовано захисну систему BMS (Battery Management System), яка відключить батарею примусово при досягненні критичної глибини розряду. У цьому випадку мінімальну робочу напругу можна перевірити експериментальним шляхом. Надалі краще все ж таки не досягати граничного розряду, щоб подовжити загальний робочий ресурс АКБ.

Як зберігати акумулятор LiFePO4?

Основні рекомендації щодо зберігання літій-залізо-фосфатних батарей наводять виробники в посібниках користувача. Саме на інформацію в інструкції потрібно орієнтуватися в першу чергу.

Загальні рекомендації щодо зберігання такі:

  • зарядіть АКБ до 100% або досягнення напруги 14.4 В. Для коротких пауз в експлуатації (до декількох місяців) повний заряд для батареї не є обов'язковим — достатньо діапазону від 50 до 80%. Часткова ємність акумулятора не матиме згубного впливу, на відміну від найпростіших свинцево-кислотних аналогів;
  • відключіть прилад від зарядного пристрою та споживачів;
  • оптимальна температура зберігання від 0 до 40 градусів Цельсія, а для тривалого періоду (понад 3 місяці) – ближче до кімнатних значень (близько 20 °С);
  • на короткий термін (зазвичай до 30 днів) літій-залізо-фосфатну АКБ можна залишати навіть на морозі (якщо виробником не заявлений інший температурний діапазон);
  • за можливістю знайдіть для акумулятора затінене, сухе та добре провітрюване місце та захистіть прилад від механічних впливів;
  • при тривалих простоях рекомендується періодично перевіряти рівень заряду LiFePO4 та підтримувати його вище 50%.

Чи потрібний балансир для LiFePO4?

При покупці готових АКБ питання наявності балансирів, тобто пристроїв для вирівнювання напруги в комірках акумулятора при зарядці навряд чи актуальне. Виробники знають, коли вони потрібні та які саме. Інакше справи із самостійними збірками. Так, балансири необхідні, якщо сумарна ємність АКБ, що збирається самостійно, перевищує 40 Агод. А от у акумуляторів до 40 Агод із завданням балансування зазвичай добре справляється захисна система BMS (Battery Management System).

Для LiFePO4 рекомендовано використання лише пасивних балансирів. Ці пристрої припиняють заряджати ті комірки батареї, які досягли оптимальної напруги (зазвичай це 3.6 В) і просто виводять надлишок енергії у вигляді тепла. Пасивні балансири коректно працюють із платою BMS і не спричиняють негативного впливу на робочий ресурс АКБ.

Так виглядають балансири в акумуляторах LiFePO4 із системою BMS.

А ось активні вирівнювачі — ті, що «вміють» розподіляти енергію між комірками — від уже заряджених до тих, що ще знаходяться в процесі, для LiFePO4 не рекомендуються. Вони можуть знизити загальний ресурс та некоректно працювати у тандемі з BMS.

Чи можна перевертати LiFePO4?

Теоретично експлуатація літій-залізо-фосфатного акумулятора можлива в будь-якому положенні. Тут немає кислоти, яка може вилитися, як у свинцевих батарей. А рідкий електроліт в LiFePO4 надійно захищений усередині герметичних комірок.

У будь-якому разі ми рекомендуємо насамперед ознайомитись з інструкцією. Виробники нерідко таки забороняють перевертання. Це може бути обумовлено специфікою відведення тепла (повітряний обмін порушується при іншому розташуванні батареї), особливостями компонування комірок або інших робочих елементів або просто бажанням виробника перестрахуватися. Так, спроби перевертання досить важких АКБ можуть спричинити удари або інші небажані механічні дії.

Чи можна заряджати LiFePO4 на морозі?

У більшості випадків літій-залізо-фосфатні батареї заряджати за мінусових температур не можна. Поповнювати ємність АКБ на морозі допустимо за наявності вбудованих систем підігріву (низькострумових нагрівачів), які дають змогу елементам живлення досягти плюсових температурних значень.

Багато АКБ LiFePO4 готові ефективно працювати в мороз, але із зарядкою все трохи складніше.

Навіть якщо виробник дозволяє зарядку при морозі (припустимо, при -5 або навіть -10 градусів Цельсія), такий варіант доцільний тільки для екстрених випадків. У більшості ситуацій краще перемістити акумулятор LiFePO4 у тепло, а там живити його енергією. Це буде і набагато швидше, адже безпечний зарядний процес у мороз вимагає обмежень амперажу (а це сильно збільшує загальні витрати часу). Так, наприклад, при температурах нижче 0 °С максимальний зарядний струм повинен бути не більше 10% від ємності АКБ (припустимо, для 80 Агод – це 8 А). А при падінні стовпчика термометра нижче -10 градусів треба обмежити струм 5% (у нашому прикладі 4 А).

Скільки важить акумулятор LiFePO4?

Маса батареї LiFePO4 прямо залежить від її ємності. Щільність енергії для АКБ цієї технології зазвичай коливається від 90 до 150 Вт*год/кг. Орієнтуючись на середнє значення проведемо приблизні розрахунки для батареї 12 В на 100 Агод:

  • переведемо Агод до Вт*год: 100 х 12 = 1200 Вт*год;
  • розрахуємо вагу з урахуванням щільності 120 Вт*год/кг – 1200 / 120 = 10 кг;
  • підсумкова маса акумулятора буде вищою десь на 1 або 2 кг, адже значення 10 кг не враховує сам корпус батареї, додаткову електроніку тощо. А у випадку із зарядними станціями підсумкова вага ще більша, адже там є інвертори, система охолодження та інші елементи.

Зазначимо, що залізо-фосфатні АКБ важчі за літій-іонні батареї аналогічної ємності, але набагато легші за свинцево-кислотні та гелеві моделі.

Чи можна підключати акумулятор LiFePO4 до будь-якого ДБЖ?

Не всі джерела безперебійного живлення сумісні з акумуляторами LiFePO4. Теоретично підключити таку батарею можна буквально до будь-якого ДБЖ з підтримкою зовнішніх АКБ. Але через специфіку роботи системи BMS у літій-залізо-фосфатному акумуляторі, яка тримає стабільні показники напруги, багато безперебійників «не розпізнають» його розряд, а значить і не здатні заряджати його.

Якщо ви хочете без проблем використовувати LiFePO4 з ДБЖ, потрібно вибирати джерела безперебійного живлення з підтримкою зарядки цих акумуляторів і/або додатково уточнювати факт сумісності перед покупкою.

Популярні ДБЖ з підтримкою зарядки акумуляторів LiFePO4