На борту или в вашем доме на колесах аккумуляторы играют решающую роль. AGM аккумулятор, литиевая батарейка… Исторические технологии, герметичные свинцовые аккумуляторы постепенно уступают место более современным технологиям. Но не все они равны, в зависимости от желаемых приложений и бюджета. Узнайте о преимуществах и недостатках литиевой батареи VS батареи AGM.
Обзор батареи LiFePO4
Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи являются типом литий-ионных (Li-Ion) перезаряжаемых аккумуляторов. Их преимуществами по сравнению с более традиционными литий-ионными батареями на основе кобальта являются повышенная выходная мощность, более быстрая зарядка, меньший вес и более длительный срок службы. Аккумуляторы также обладают лучшими характеристиками безопасности и не взрываются в экстремальных условиях. Аккумуляторы LiFePO4 также устраняют опасность попадания кобальта в окружающую среду из-за неправильной утилизации после истечения срока их службы.
Обзор аккумуляторов AGM
AGM расшифровывается как «Absorbed Glass Mat». Как следует из названия, аккумуляторы AGM имеют гелевый электролит и сепаратор из стекловолокна между пластинами. Гибридная версия свинцово-кислотных и гелевых аккумуляторов, аккумуляторы AGM становятся все более популярными в морском секторе за последние 10 лет. Они предлагают отличный компромисс между этими двумя технологиями: они более эффективны, чем свинцово-кислотные батареи, и дешевле, чем гелевые батареи. При том же весе батарея AGM обеспечивает почти вдвое большую мощность, чем свинцово-кислотная батарея (18 кг для 800 А). Они также имеют более длительный срок службы (скорость саморазряда от 1 до 3% в месяц). В среднем аккумуляторы AGM на 30% дороже свинцово-кислотных, но их относительно легко найти на рынке. С другой стороны, следует отметить, что некоторые модели не поддерживают полную разрядку. Поэтому рекомендуется не превышать 80% разряда, чтобы не повредить его. Цена: 330 евро за 150 Ач
Литиевая батарея VS батарея AGM (сравнение между ними)
1. Срок службы и стоимость
Бюджет играет огромную роль в выборе аккумулятора. Поскольку литиевые батареи изначально дороже, может показаться, что использовать AGM не составляет труда. Но что вызывает эту разницу? Аккумуляторы AGM остаются менее дорогими, потому что материалы, используемые для их изготовления, недороги и широко доступны. Литиевые батареи, с другой стороны, используют более дорогие материалы, некоторые из которых труднее найти (например, литий).
Еще одна часть процесса принятия решения, которую следует учитывать, - это срок службы этих батарей. Здесь можно компенсировать первоначальную стоимость лития. Следующие пункты подчеркивают различия между литием и AGM:
- Аккумуляторы AGM чувствительны к глубине разряда. Это означает, что чем глубже разряжен аккумулятор, тем меньше у него циклов.
- Аккумуляторы AGM обычно рекомендуется разряжать только до 50% их емкости, чтобы максимально увеличить срок их службы. Эта ограниченная глубина разряда (DOD) в 50% означает, что для достижения желаемой емкости требуется больше батарей. Это означает больше первоначальных затрат и больше места, необходимого для их хранения.
- Литиевая (LiFePO4) батарея, с другой стороны, не сильно зависит от глубины разряда, поэтому она может похвастаться гораздо более длительным сроком службы. Его DOD 80-90% означает, что для достижения желаемой емкости требуется меньше батарей. Меньшее количество батарей означает меньше места, необходимого для их хранения.
Подробнее о глубине разряда позже.
Начальная стоимость за мощность ($/кВтч):
Общее собрание – 221; Литий – 530
Начальная стоимость за жизненный цикл ($/кВтч):
Общее собрание – 0.71; Литий – 0.19
2. Глубина разряда
Это относится к проценту батареи, которая может быть разряжена без причинения ущерба. Литий-ионные обычно могут разряжаться примерно на 86-98%, в то время как свинцово-кислотные могут выдерживать разряд около 30-50%. Это означает, что в любой момент литий-ионный аккумулятор имеет более чем на 30% больший рабочий диапазон. Это также означает, что литий-ионные аккумуляторы менее подвержены повреждениям, вызванным превышением глубины разряда.
3.Полезная энергия
Как указывалось ранее, номинал большинства аккумуляторов в ампер-часах указан из расчета 20 часов. На изображении ниже для свинцово-кислотной батареи, если бы это была батарея емкостью 100 Ач при 20-часовом режиме, вы можете видеть, что 0.05C означает 100 x 0.05 = 5 А в течение 20 часов = 100 Ач, доступных до тех пор, пока батарея полностью не разрядится. Поскольку мы используем только 50% батареи, мы видим, что напряжение по-прежнему будет 24 В при 50% глубине разряда при нагрузке 5 А в течение 10 часов, и, следовательно, мы бы потребляли 50 Ач.
Увеличение потребляемого тока (как показано на графиках ниже) может повлиять на доступную полезную энергию и напряжение батареи. Это эффективное уменьшение рейтинга известно как эффект Пейкерта. Со свинцово-кислотным аккумулятором, чем выше нагрузка, тем больше вам нужно увеличить емкость аккумулятора в Ач, чтобы облегчить это. Однако с литием нагрузка даже в 10 раз выше при 0.5 ° C может по-прежнему иметь напряжение на клеммах 24 В при 80% DOD / 20% SOC, без увеличения номинальной емкости батареи в Ач. Это то, что делает литий особенно подходящим для высоких нагрузок.
4. емкость
Хотя это не так важно для стационарных приложений, важно отметить, что более высокая плотность энергии литий-иона означает, что он может хранить больше энергии на единицу массы, чем AGM. Это означает, что системы могут быть меньше и легче, обеспечивая при этом ту же производительность.
5.Weight
Большинство аккумуляторов емкостью Ач, независимо от типа, указаны из расчета 20 часов. Это было нормально во времена легких нагрузок, но поскольку количество и размер нагрузок со временем увеличивались, нам также необходимо учитывать высокие краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные нагрузки для различных типов оборудования. Это может означать большой аккумулятор. В крайних случаях мы могли бы иметь кондиционер, работающий в течение 10 часов, используя 10 кВт, по сравнению со светодиодным освещением, потребляющим 100 Вт за это время. Уравновешивание этих различных требований и всех промежуточных нагрузок становится ключевым моментом. С большой батареей, как показано ниже, становится ясно, насколько тяжелая свинцово-кислотная батарея может сравниться с литием. 1360/336 = в 4 раза тяжелее.
6.Warranty
Гарантия на литий-ионный аккумулятор обычно составляет до 15 лет, в то время как на другие типы аккумуляторов гарантия обычно составляет не более 1 года.
В заключение
Литиевые аккумуляторы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению со всеми свинцово-кислотными аккумуляторами. Их любят за меньший вес и более высокую энергоэффективность, возможность полной разрядки, лучшую работу при экстремальных температурах и более длительный срок в общем и целом.
Единственное применение, в котором батарея AGM в настоящее время превосходит литий, — это запуск двигателя. Они хороши для обеспечения огромного количества тока в течение коротких периодов времени, если они перезаряжаются немедленно.
