L'introduzione delle batterie al litio è stata una svolta nel mondo delle batterie e da allora hanno preso il sopravvento. Prima di allora, non avevamo altra scelta che batterie al piombo, essendo le uniche ad alta capacità in quel momento.
L'ampia applicabilità delle batterie al litio le rende adatte a quasi tutto e tutto sul mercato. Dai piccoli elettrodomestici come gli orologi ai veicoli elettrici pesanti, le batterie al litio si dimostrano perfette in termini di tensione del pacco, durata di conservazione, capacità di stoccaggio, ecc.
Le due migliori opzioni tra l'ampia gamma di batterie agli ioni di litio sono Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) e Lithium-ion NCM, NCA.
Entrambi sono simili in una certa misura nella costruzione ma superano diversi parametri. Diamo un'occhiata a come questi due differiscono l'uno dall'altro.
Quali sono le differenze tra Lifepo4 e ioni di litio?
Chimica delle batterie LiFePO4 vs batterie agli ioni di litio
Principalmente, entrambe le batterie utilizzano il movimento degli ioni tra gli elettrodi per la generazione di elettricità.
Gli ioni di litio possono avere diverse composizioni chimiche con opzioni di ossido di manganese di litio o biossido di cobalto di litio. Ciò che rimane costante è il catodo di grafite. Le batterie agli ioni di litio possono produrre energia specifica fino a 224 wattora per chilogrammo e hanno una velocità di scarica di 2-15°C per le batterie NCA e di 1-15°C per le batterie NCM.
In alternativa, il fosfato di ferro e litio ha un anodo costituito da fosfato di ferro e un catodo costituito da grafite simile a quello degli ioni di litio. Produce un'energia specifica di 90/120 wattora per chilogrammo e ha una velocità di scarica di 1-28°C.
Scopri di più sulla differenza nell'esempio di Batterie LFP e NCM 48V 30Ah
ricarica
Sia le celle agli ioni di litio che quelle al litio ferro fosfato sono simili per quanto riguarda la ricarica. La corrente costante è richiesta da entrambi con una tensione costante per la ricarica.
Ci sono due passaggi per una corretta ricarica di queste batterie. È necessaria la carica a corrente costante (CC) insieme alla carica a tensione costante (CV). Nella prima fase, la carica CC porta la tensione fino alla fine del livello di carica. Successivamente, inizia la carica CV, diminuendo la corrente. Quando la corrente raggiunge il livello più basso, la carica è terminata, quindi la corrente deve essere interrotta.
Densità e capacità di archiviazione Lifepo4 rispetto agli ioni di litio
Affinché le celle al litio ferro fosfato raggiungano la stessa densità delle celle agli ioni di litio, sono impilate in una forma parallela che aumenta anche la loro capacità. Avrai bisogno di più celle lifepo4 per ottenere la stessa capacità con meno celle agli ioni di litio.
La ragione di quanto sopra è il livello di densità più elevato delle celle agli ioni di litio rispetto alle celle al litio ferro fosfato. Maggiore è la densità, maggiore è la capacità. È possibile raggiungere gli stessi livelli con le batterie LiFePO4, tuttavia sarà più grande di una batteria con una batteria agli ioni di litio di capacità simile.
Campione dei pesi leggeri
Il peso della batteria diventa un fattore importante nel caso di dispositivi portatili, per cui influisce sulle prestazioni.
Il cobalto e l'ossido di litio e manganese utilizzati nelle batterie agli ioni di litio sono pesanti a causa della loro elevata densità. Quindi, non sono del tutto preferibili per le funzioni sul campo. Qui, le batterie al litio ferro fosfato risparmiano il fastidio essendo leggere e con una densità cellulare sana.
Pertanto, le batterie LiFePO4 si dimostrano le migliori per i dispositivi portatili, sopportando la metà del peso e delle dimensioni rispetto alle batterie agli ioni di litio della stessa capacità.
Cicli di vita Lifepo4 vs ioni di litio
A causa dell'instabilità delle batterie agli ioni di litio, durano da 500 a 1000 cicli. Mentre le batterie al litio ferro fosfato sono più stabili, anche a temperature estreme che durano per più di 2500 cicli. Quindi le batterie LiFePO4 sono più adatte per apparecchi e apparecchiature che necessitano di una fonte di alimentazione continua senza alcuna interruzione.
Stoccaggio a lungo termine senza manutenzione attiva
Le batterie che non perdono la carica per un periodo più lungo (inutilizzate) sono più adatte per la conservazione a lungo termine. Le batterie al litio dovrebbero essere buone con un tasso di autoscarica inferiore e mostrare una durata di conservazione decente.
Meteo Estremo
Le batterie al litio ferro fosfato possono resistere a condizioni meteorologiche avverse, ad esempio temperature elevate, rendendole adatte a un'ampia gamma di apparecchi che possono subire condizioni estreme. Sebbene anche le batterie agli ioni di litio siano buone in tali condizioni, le batterie lifepo4 sono molto migliori.
In condizioni estremamente fredde, caricare sia le celle agli ioni di litio che quelle al litio ferro fosfato diventa una sfida. In tale scenario, la batteria deve essere riparata dalle intemperie in modo che rimanga al di sopra del punto di congelamento.
La tua fonte di alimentazione può resistere a temperature estreme dirette, ma devi prenderti cura della tua batteria.
Eco-compatibilità
Entrambe le batterie hanno un impatto dannoso sull'ambiente. Le batterie agli ioni di litio sollevano maggiori preoccupazioni per il produttore e il consumatore per quanto riguarda il loro corretto smaltimento, sotto terra. Oppure, comportano gravi impatti ambientali.
Costo
Insieme a tutti gli altri vantaggi, LiFePO4 tende anche ad essere più efficace dal punto di vista economico. È a causa dei materiali di produzione meno costosi e del design della batteria. Considerando che le batterie agli ioni di litio richiedono cobalto per la loro produzione, che è un ingrediente costoso, rendendolo un po' più costoso.
Scegliere la batteria giusta
Chi non desidera una batteria di lunga durata con una capacità di potenza adeguata a soddisfare le proprie esigenze? Scegliere quello giusto tra una serie di opzioni disponibili è sia complicato che importante.
Con l'introduzione del litio nella produzione di batterie, è diventato la fonte di alimentazione più ricercata per vari dispositivi utilizzati in questa era moderna.
Ora che hai esaminato entrambe le caratteristiche delle batterie lifepo4 rispetto alle batterie agli ioni di litio, siamo sicuri che tu possa fare la scelta giusta. In ogni caso, la scelta può variare per quanto riguarda l'applicazione e sappiamo che uno dei due sarà perfetto.
Considerazioni finali
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