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Comment charger Lithium Iron Phosphate Batterie rechargeable au lithium-ion LiFePO4 charge de la batterie Innovation in Li-ion: LiFePO4 Battery Power, plus rapide de charge et de performance plus sûr Bien que petite capacité Li-ion (polymère) Batterie contenant de l'oxyde de lithium et de cobalt (LiCoO2) offre une densité la meilleure densité d'énergie massique et de l'énergie de volume disponible, l'oxyde de lithium-cobalt (LiCoO2) est très coûteux et dangereux pour les batteries Li-ion à grande échelle. Récemment fer lithium phosphate (LiFePO4) a été de plus en plus le «meilleur choix» de matériaux Li-ion commerciale (et polymère) batteries pour une grande capacité et des applications de haute puissance, tels que les ordinateurs portables, les outils électriques, fauteuils roulants, vélos électriques, e-voitures et e-bus. La batterie LiFePO4 a des caractères hybrides: elle est aussi sûr que la batterie plomb-acide et aussi puissant que la batterie lithium-ion. Les avantages de grand format Li-ion (et polymère) batteries contenant du phosphate de fer lithié (LiFePO4) sont énumérés ci-dessous: 1. charge conventionnelle Lors du processus de charge au lithium-ion classique, une batterie Li-ion classique contenant du phosphate de fer et de lithium (de LiFePO4) nécessite deux étapes pour être à pleine charge: l'étape 1 utilise le courant constant (CC) pour atteindre 60% État de charge ( SOC); étape 2 a lieu lorsque la tension de charge atteint 3.65V par cellule, ce qui est la limite supérieure de tension de charge efficace. Tournage de courant constant (CC) à tension constante (CV) signifie que le courant de charge est limité par ce que la batterie acceptera à cette tension, de sorte que le courant de charge se rétrécit vers le bas asymptotiquement, comme un condensateur chargé à travers une résistance atteindra la finale tension asymptotiquement. Pour mettre une horloge au processus, étape 1 (60% SOC) a besoin d'environ une heure et l'étape 2 (40% SOC) a besoin de deux heures. 1. Rapide "forcé" charge: Comme une surtension peut être appliquée à la batterie LiFePO4 sans décomposer l'électrolyte, il peut être chargé par une seule étape de CC pour atteindre 95% SOC ou être chargé par CC + CV pour obtenir 100% SOC. Ceci est similaire à la façon des batteries au plomb sont en toute sécurité de travail chargé. Le temps minimal de charge total sera d'environ deux heures. 2. Grande tolérance aux surcharges et les performances plus sûres batterie Un LiCoO2 a une tolérance de surcharge très étroite, environ 0.1V sur 4.2V pour la cellule de charge plateau de tension, qui a également la limite supérieure de la tension de charge. chargement continu sur 4.3V serait soit endommager les performances de la batterie, tels que le cycle de vie, ou provoquer un incendie ou une explosion. Une pile LiFePO4 a une tolérance de surcharge beaucoup plus large d'environ 0,7 V à partir de son plateau de tension de charge de 3,5V par cellule. Lorsqu'elle est mesurée avec un calorimètre à balayage différentiel (DSC), la chaleur exothermique de la réaction chimique avec l'électrolyte après que la surcharge est seulement 90 joules / gramme LiFePO4 par rapport à 1600 J / g pour LiCoO2. Plus la chaleur exothermique, la plus vigoureuse du feu ou une explosion qui peut se produire lorsque la batterie est abusé. Une batterie LiFePO4 peut être surchargée en toute sécurité à 4,2 volts par cellule, mais des tensions plus élevées va commencer à briser les électrolytes organiques. Néanmoins, il est courant de facturer 12 volts un pack de série 4 cellules avec un chargeur de batterie plomb-acide. La tension maximale de ces chargeurs, soit alimenté en courant alternatif, soit en utilisant l'alternateur d'une voiture, est de 14,4 volts. Cela fonctionne très bien, mais les chargeurs de plomb va abaisser leur tension à 13,8 volts pour la charge de flotteur, et ainsi généralement fin avant le pack de LiFe est à 100%. Pour cette raison, un chargeur de LiFe spéciale est nécessaire pour obtenir de façon fiable à la capacité de 100%. En raison du facteur de sécurité supplémentaire, ces emballages sont préférés pour une grande capacité et des applications de puissance élevée. Du point de vue d'une grande tolérance aux surcharges et les performances de sécurité, d'une batterie LiFePO4 est similaire à une batterie plomb-acide. 3. Auto équilibre Contrairement à la batterie plomb-acide, un certain nombre de cellules LiFePO4 dans une batterie dans le cadre de la série ne peut pas équilibrer l'autre pendant le processus de charge. En effet, les arrêts en cours de charge coulent lorsque la cellule est pleine. Voilà pourquoi les packs LiFePO4 ont besoin des conseils de gestion. densité d'énergie 4. Quatre fois plus élevé que la batterie de la batterie plomb-acide de plomb-acide est un système aqueux. La tension de cellule unique est nominalement 2V pendant la décharge. Le plomb est un métal lourd, sa capacité spécifique est seulement 44Ah / kg. A titre de comparaison, le phosphate de fer lithié (LiFePO4) cellulaire est un système non aqueux, comprenant 3.2V comme sa tension nominale pendant la décharge. Sa capacité spécifique est plus de 145Ah / kg. Par conséquent, la densité d'énergie gravimétrique de la batterie est de LiFePO4 130Wh / kg, soit quatre fois supérieur à celui de la batterie au plomb-acide, 35Wh / kg. 5. Système simplifié de gestion de la batterie et le chargeur de batterie à grande tolérance de surcharge et d'auto-équilibre caractéristique de la batterie LiFePO4 peut simplifier la protection de la batterie et circuit de la balance des conseils, en abaissant leur coût. Le processus de charge en une seule étape permet l'utilisation d'un fournisseur simple de puissance classique pour recharger la batterie LiFePO4 au lieu d'utiliser un professionnel chargeur de batterie Li-ion cher. 6. Durée de vie de cycle En comparaison avec la batterie LiCoO2 qui a un cycle de vie de 400 cycles, la batterie LiFePO4 prolonge sa durée de vie jusqu'à 2000 cycles. 7. performances à haute température Il est préjudiciable d'avoir une batterie LiCoO2 travaillant à une température élevée, tels que 60C. Toutefois, une batterie LiFePO4 fonctionne mieux à une température élevée, offrant 10% plus de capacité, en raison de la conductivité ionique du lithium supérieur.