Lithium-jern-fosfat-akkumulatoren (også set som LFP, LiFePO4, LiFe-akkumulator) er en type af akkumulatorer, specifikt en lithium-ion-akkumulator, der benytter LiFePO4 som katodemateriale.
LiFePO4 celler kan have højere aflade strømme, meget hurtig ladetider, høj energitæthed og eksploderer ikke under ekstreme betingelser, men har lavere spænding og lavere start energitæthed end de normale Li-ion celler. Bemærk venligst følgende sammenligning med de normale Li-ion celler: efter 1 års brug har LiFePO4 typisk samme energitæthed efter mere end 1 års brug har LiFePO4 højere energitæthed
Grunden er at LiFePO4 celler taber deres kapacitet langsommere end de normale Li-ion celler (kobolt eller mangan spinel baserede Lithium-ion-polymer-akkumulator eller Lithium-ion-akkumulator. A123Systems Citat: "...Curent test projecting excellent calendar life: 17% impedance growth and 23% capacity loss in 15 [fifteen!] years at 100% SOC, 60 deg. C..." lifebatt.com: Sandia report , http://www.lifebatt.eu/ How to prolong lithium-based batteries Citat: "...The speed by which lithium-ion ages is governed by temperature and state-of-charge. Figure 1 illustrates the capacity loss as a function of these two parameters... 25 °C...[100% State of charge]...80% after 1 year 40 °C...[100% State of charge]...65% after 1 year ..."
Historie LiFePO4 blev opdaget af John B. Goodenough's forskningsgruppe ved University of Texas i 1997 som et katodemateriale til genopladelige lithium-batterier. På grund af dets lave pris, ikke-giftighed, høj tilgængelighed af jern, dets fremragende termiske stabilitet, sikkerhedskarateristikker, gode elektrokemiske ydelse – og høje specifikke kapacitet (170 mA·h/g) har cellen høstet rimelig accept. sciencenews.org houseofbatteries.com Produktionen materialer, celler og batterier foregår mest i Kina, og lidt i Europa.
Specifikationer
Cellespænding = Min afladespænding = 2,8V Arbejdsspænding = 3,0V til 3,3V Max ladespænding = 3,6V. Volume Energitæthed = 220 Wh/L Gravimetrisk energítæthed = 90 Wh/kgAfter Gutenberg » Large-Format, Lithium Iron Phosphate Deep cycle liv = ? (Antal af Deep cycles til 66% af kapaciteten) 80% Cycle liv = 2000 (Antal af cycles med afladning til 80% af målt kapacitet) Katodesammensætning (vægt) 90% C-LiFePO4, grade Phos-Dev-12 5% Carbon EBN-10-10 (Superior Graphite) 5% PVDF Celle konfiguration Carbon-belagt aluminium strøm samler 15 1.54 cm2 katode Elektrolyt: EC-DMC 1-1 LiClO4 1M Anode: Metallisk lithium Eksperimentelle betingelser: Rumtemperatur Spændingsgrænser: 2,5 – 4,2V Ladning: C/4 op til 4,2V, så potentiostatisk ved 4,2V indtil I <C/24
Sikkerhed LiFePO4 er et betydeligt sikrere katodemateriale end LiCoO2 og mangan-spinel. Fe-P-O bindingen er stærkere end Co-O bindingen, så når LiFePO4-cellen bliver misbrugt, (kortsluttet, overvarm, osv.) er oxygen atomerne meget sværere at fjerne. Kun under ekstrem opvarmning (generelt over 800 °C) bryder cellen ned, hvilket hindrer thermal runaway som LiCoO2 er tilbøjelig til. Se følgende videos viste LiFePO4 sikkerhedsaspekter sammenlignet traditionelle Lithium-akkumulatorer.
Kilder/referencer
Eksterne henvisninger Lithium Batteries; Spec List (Lidt "gammel" oversigt inkl. en del LiFePO4, mange producenter)
Kategori:Genopladelige batterier