Proč má baterie LFP (lithium-železo fosfát, LiFePO4) při nabíjení lepší výkon než jiné trojité chemické baterie?

Klíčem k delší životnostiLFP baterie je jeho pracovní napětí, které je mezi 3,2 a 3,65 volty, nižší než napětí normálně používané baterií NCM.Lithium-železo fosfátová baterie používá fosfát jako kladný materiál a uhlíkovou grafitovou elektrodu jako zápornou elektrodu;Mají také dlouhou životnost, dobrou tepelnou stabilitu a dobrý elektromechanický výkon.

LFP bateriepracuje při jmenovitém napětí 3,2V, takže při připojení čtyř baterií lze získat baterii 12,8V;25,6V baterii lze získat, když je připojeno 8 baterií.Chemie LFP je proto nejlepší volbou pro nahrazení olověných baterií s hlubokým cyklem v různých aplikacích.Zatím je to jejich nízká energetická hustota, která omezuje jejich použití ve velkých vozidlech, protože jsou mnohem levnější a bezpečnější.Tato situace vedla k přijetí této technologie na čínském trhu, a proto se 95 % lithium-železofosfátových baterií vyrábí v Číně.

Baterie s grafitovou anodou a LFP katodou pracuje při jmenovitém napětí 3,2 voltu a maximálním napětí 3,65 voltu.S těmito napětími (také velmi nízkými) lze dosáhnout 12 000 životních cyklů.Baterie s grafitovou anodou a NCM (oxid niklu, kobaltu a manganu) nebo NCA (oxid niklu, niklu a hliníku) katodou však mohou pracovat při vyšším napětí, se jmenovitým napětím 3,7 voltu a maximálním napětím 4,2 voltu.Za těchto podmínek se neočekává dosažení více než 4000 nabíjecích a vybíjecích cyklů.

Pokud je pracovní napětí nízké, je tekutý elektrolyt mezi dvěma elektrodami baterie (kterými se pohybují ionty lithia) chemicky stabilnější.Tato část vysvětluje, proč baterie LTO pracující při 2,3 V a baterie LFP pracující při 3,2 V mají lepší životnost než baterie NCM nebo NCA pracující při 3,7 V.Když má baterie vyšší nabití a tedy vyšší napětí, začne kapalný elektrolyt pomalu korodovat elektrodu baterie.Proto v současné době neexistuje žádná baterie využívající spinel.Spinel je minerál tvořený manganem a hliníkem.Jeho katodové napětí je 5 V, ale je zapotřebí nový elektrolyt a vylepšený povlak elektrody, aby se zabránilo korozi.

Proto je nutné udržovat baterii na co nejnižším SoC (stav nabití nebo % nabití), protože bude pracovat na nižší napětí a prodlouží se její životnost.