Hvorfor yder LFP (lithium iron phosphate, LiFePO4) batteri bedre end andre tredobbelte kemiske batterier under opladning?

Nøglen til længere levetidLFP batteri er dens arbejdsspænding, som er mellem 3,2 og 3,65 volt, lavere end den spænding, der normalt bruges af NCM batteri.Lithiumjernfosfatbatteriet bruger fosfat som det positive materiale og carbongrafitelektrode som den negative elektrode;De har også lang levetid, god termisk stabilitet og god elektromekanisk ydeevne.

LFP batterifungerer ved en nominel spænding på 3,2V, så når fire batterier er tilsluttet, kan 12,8V batteri opnås;25,6V batteri kan fås, når 8 batterier er tilsluttet.Derfor er LFP-kemi det bedste valg til at erstatte deep-cycle bly-syre-batterier i forskellige applikationer.Indtil videre er det deres lave energitæthed, der begrænser deres brug i store køretøjer, fordi de er meget billigere og sikrere.Denne situation førte til vedtagelsen af ​​denne teknologi på det kinesiske marked, hvorfor 95% af lithiumjernfosfatbatterier er fremstillet i Kina.

Batteriet med grafitanode og LFP-katode fungerer ved en nominel spænding på 3,2 volt og en maksimal spænding på 3,65 volt.Med disse spændinger (også meget lave) kan der opnås 12000 livscyklusser.Batterier med grafitanode og NCM (nikkel, kobolt og manganoxid) eller NCA (nikkel, nikkel og aluminiumoxid) katode kan dog fungere ved en højere spænding, med en nominel spænding på 3,7 volt og en maksimal spænding på 4,2 volt.Under disse forhold forventes det ikke at opnå mere end 4000 opladnings- og afladningscyklusser.

Hvis arbejdsspændingen er lav, er den flydende elektrolyt mellem de to batterielektroder (som lithium-ioner bevæger sig igennem) kemisk mere stabil.Denne del forklarer, hvorfor LTO-batteriet, der kører ved 2,3V, og LFP-batteriet, der kører ved 3,2V, har bedre levetid end NCM- eller NCA-batteriet, der kører ved 3,7V.Når batteriet har en højere ladning og derfor en højere spænding, vil den flydende elektrolyt langsomt begynde at korrodere batterielektroden.Derfor er der ikke noget batteri, der bruger spinel på nuværende tidspunkt.Spinel er et mineral dannet af mangan og aluminium.Dens katodespænding er 5V, men ny elektrolyt og forbedret elektrodebelægning er nødvendig for at forhindre korrosion.

Det er derfor, det er nødvendigt at holde batteriet på den lavest mulige SoC (ladningstilstand eller % ladning), fordi det vil arbejde ved en lavere spænding og dets levetid forlænges.