A lítium akkumulátorok a 35 évvel ezelőtti megjelenésük óta magas energiasűrűségüknek köszönhetően meghódították a hordozható eszközök világát. A lítium erősen reaktív jellege miatt a sok pozitív vélemény mellett az utóbbi időben több olyan esetről is hallani lehetett, ahol akkumulátorok heves reakcióval kaptak lángra. Erre kínál megoldást a Lítiumok legnyugodtabb kistestvére a Lítium-vasfoszfát más néven LFP vagy LiFePO4 . Az egyenként 3.2V-os feszültséggel rendelkező cellából négyet sorba kötve egy 12.8 Voltot kapunk, amely kiváló 12V-os zárt savas rendszerek kiváltására, lássuk mik a fő különbségek:
Biztonság és stabilitás
A LiFePO4 akkumulátorok legnagyobb erénye a biztonság, amely a rendkívül stabil kémiai rendszer eredménye. A foszfát alapú akkumulátorok kiváló termikus és kémiai stabilitást nyújtanak. A lítium vasfoszfát, a Li-ion és Li-Po cellákkal ellentétben túltöltés, rövidzárlat és mechanikai behatás esetén sem kapnak önmaguktól lángra. Ha akkumulátorát veszélyes vagy instabil környezetben tervezi felhasználni, akkor valószínűleg a LiFePO4 a legjobb választás.
Teljesítmény és élettartam
A vasfoszfát akkumulátorok ugyan valamivel kisebb energiasűrűséggel rendelkeznek Lítiumos testvéreinél, de ezt a cellák hosszú élettartama, kicsi önkisülése és a rendkívül jó ciklusállósága bőségesen kompenzálja. Az élettartam felhasználástól függően öt vagy tíz év hosszú, és a ciklusok száma jelentősen meghaladja az ólom sav akkumulátorokat és más lítiumkészítményeket. Ez a kapacitás teljes kihasználása esetén 2.000 ciklust jelent, félig merítve ez elérheti a 6.000, standby üzemmódban pedig a 10.000 ciklust! A Lítium-vasfoszfát kiállja az idő próbáját.
1. ábra Ciklusok száma merítés függvényében
Tárolás és hőmérsékletek
Kis önkisülésüknek köszönhetően A lítium-vasfoszfát akkuk előnye, hogy gyakorlatilag karbantartás mentesek és kifejezetten jól bírják, ha részleges töltöttségen tároljuk őket (50-60%-os töltöttség az ideális). Elég, ha nem lemerített állapotban tesszük el őket és évekig képesek elállni károsodás nélkül. A túlzottan szélsőséges hőmérsékletek a LiFePO4 akkunak sem kedveznek, 0°C és 45°C között tárolható és tölthető. Negatív hőmérsékleteken használva a zárt savashoz hasonlóan, de kisebb ütemben veszt kapacitásából.
2. ábra: Kapacitás változása a hőmérséklet függvényében
Töltés és kisütés
Az akkumulátorokat a lítiumoknál megszokott sebességgel, 0,5C-vel 2 óra alatt teljesen feltölthetjük. Ha valaki esetleg most találkozna először a fogalommal, 1C az akkumulátor kapacitásának megfelelő áramerősséget jelenti. Azaz egy 20Ah akkumulátor esetén ez 20 Amper. A Lítium akkumulátorokat köztük a LiFePO4-t is 2 lépcsőben kell tölteni, 12V-os akkumulátor esetén első lépcsőben állandó áramerősséggel nagyjából 14.6V feszültségig - ez nagyjából 90%-os töltöttséget jelent - majd állandó feszültségen tartva az akkumulátor teljes feltöltődéséig. Ezért a zárt savashoz használt egyszerű 2 lépéses töltővel tölthető, mivel a szükséges feszültségek nagyon hasonlóak és az akkumulátor túltöltés, túlmerítés elleni védelmét egy elektronika biztosítja. Intelligens, többlépcsős zárt savas töltők többlet funkcióira, mint a szulfátlanítás vagy a csepegtető töltés nincsen szükség, sőt negatívan befolyásolhatják az akkumulátor élettartamát.
Az akkumulátort folyamatos üzemben maximum 1C- terheléssel meríthetjük, ezért nagy áramú felhasználásokhoz is alkalmas. Kisütés közben a LiFePO4 cellák (3,2V) feszültsége közel állandó értéken marad, így a cella lemerüléséig szinte egyenletes teljes teljesítményt szolgáltat az akkumulátor. Ebből adódóan nincsen szükség feszültség szabályozásra, viszont a töltöttségi szintet nehezebb meghatározni feszültség alapján.
3. ábra: Töltési és merítési görbék 0,2C terhelés mellett
Súly
A LiFePO4 súlya nagyjából fele/harmada a vele azonos kapacitású ólomsavas akkumulátorénak. A bal oldalon a 9 és 12Ah-s zárt savas akkumulátoraink találhatóak, jobb oldalon a velük kapacitásban megegyező Lítium-vasfoszfátok.
4. ábra: Bal oldalon zárt savas akkuk, felül: 12V/9Ah, alul 12V/12Ah, Jobb oldalon Lítium-vasfoszfát
Környezeti hatás
A LiFePO4 akkumulátorok nem mérgezőek, nem szennyezőek és nem tartalmaznak ritkaföldfémeket, így azoknak sem kell kompromisszumot kötnie, akik szívükön viselik a bolygó sorsát. Töltés közben a zárt savas akkumulátorokkal ellentétben nem fejlődik (hidrogén) gáz így nem kell szellőztetésről gondoskodni. Ha ez még valakinek nem lenne elég, ehhez még hozzávehetjük a már említett négyszeres élettartamot is.
Akkumulátorok összekötése
Minden egyes akkumulátor saját védelmi elektronikával rendelkezik, ami az átfolyó áramokat és feszültségeket szabályozza, ezért az akkumulátorok sorba és párhuzamos kötése az elektronikán múlik és nem mindig kivitelezhető.
Ár
Ez mind szép és jó, de a legfontosabb tényező a vevőnek amúgy is az ár lesz. Mennyit kóstál tehát egy ilyen akku? Az ára sajnos borsos, de gondoljuk csak végig. A LiFePO4 akku mind ciklikus, nagy áramú és standby üzemre is alkalmas. A nagy áramú 12V 9Ah zárt savas akkumulátorunk ára jelenleg 8900 Ft, ezzel szemben a Lítium-vasfoszfát 27500 Ft. Az árban lévő háromszoros szorzó először soknak tűnhet, de a zárt savas akkumulátor megfelelő kezelés esetén is csak nagyjából 500, míg a lítium legalább 2000 ciklusra képes. A négyszeres élettartam beszédes a Lítium javára és ebben még nincs benne a zárt savas akkumulátorok körülményesebb karbantartásából adódó élettartam vesztés. Remélem a leírtak segítenek eldönteni, hogy megéri-e bankot robbantani egy ilyen akkuért.
Végeztünk pár számítást, ide kattintva megtekintheti: https://www.akkuhaz.hu/a-litium-vasfoszfat-draganak-tunik-de-vajon-tenyleg-az-64
Mibe ajánljuk?
Főleg olyan zárt savas akkumulátorral működő eszközökbe, ahol a súly, a kis karbantartás igény és az élettartam fontos szempont. Legyen az elektromos járművek, etetőhajók tápellátása, napelemes rendszerek, lakóautók, orvostechnikai eszközök vagy akár kerti gépek akkuja.
LiFePo4 akkumulátorok a Voltaker Kft kínálatában!
