Защо батерията LFP (литиево-железен фосфат, LiFePO4) работи по-добре от друга тройна химична батерия по време на зареждане?

Ключът към по-дълъг живот наLFP батерия е работното му напрежение, което е между 3,2 и 3,65 волта, по-ниско от напрежението, което обикновено се използва от батерията NCM.Литиево-железно-фосфатната батерия използва фосфат като положителен материал и въглероден графитен електрод като отрицателен електрод;Те също имат дълъг експлоатационен живот, добра термична стабилност и добри електромеханични характеристики.

LFP батерияработи при номинално напрежение от 3,2 V, така че при свързване на четири батерии може да се получи батерия от 12,8 V;25.6V батерия може да се получи при свързване на 8 батерии.Следователно LFP химията е най-добрият избор за замяна на оловно-киселинни батерии с дълбок цикъл в различни приложения.Засега ниската им енергийна плътност ограничава използването им в големи превозни средства, тъй като са много по-евтини и по-безопасни.Тази ситуация доведе до приемането на тази технология на китайския пазар, поради което 95% от литиево-железните фосфатни батерии се произвеждат в Китай.

Батерията с графитен анод и LFP катод работи при номинално напрежение от 3,2 волта и максимално напрежение от 3,65 волта.С тези напрежения (също много ниски) могат да бъдат постигнати 12000 жизнени цикъла.Въпреки това, батерии с графитен анод и катод NCM (никел, кобалт и манганов оксид) или NCA (никел, никел и алуминиев оксид) могат да работят при по-високо напрежение, с номинално напрежение от 3,7 волта и максимално напрежение от 4,2 волта.При тези условия не се очаква да постигне повече от 4000 цикъла на зареждане и разреждане.

Ако работното напрежение е ниско, течният електролит между двата електрода на батерията (през които се движат литиевите йони) е химически по-стабилен.Тази част обяснява защо батерията LTO, работеща при 2,3 V, и батерията LFP, работеща при 3,2 V, имат по-добър живот от батерията NCM или NCA, работеща при 3,7 V.Когато батерията има по-висок заряд и следователно по-високо напрежение, течният електролит бавно ще започне да корозира електрода на батерията.Следователно в момента няма батерия, използваща шпинел.Шпинелът е минерал, образуван от манган и алуминий.Неговото катодно напрежение е 5V, но са необходими нов електролит и подобрено покритие на електрода за предотвратяване на корозия.

Ето защо е необходимо да поддържате батерията на възможно най-ниския SoC (state of charge или % заряд), тъй като тя ще работи на по-ниско напрежение и животът й ще се удължи.