Чи потрібно вентилювати літій-залізо-фосфатні батареї

В останні роки популярність літій-залізофосфату (LiFePO4) батареї різко розрядилися.  Це можна пояснити їхнім винятковим профілем безпеки, довшим терміном служби та високою щільністю енергії. Однак, оскільки люди все більше визнають його переваги, почало виникати поширене неправильне уявлення про вимоги до вентиляції акумуляторів LiFePO4. Цей блог має на меті висловити це помилкове уявлення та підкреслити відмінності між акумуляторами LiFePO4 та звичайними хімікатами щодо вимог до вентиляції.

 

виправте неправильне уявлення

 

Всупереч загальноприйнятій думці, акумулятори LiFePO4 не потребують вентиляції так само, як традиційні свинцево-кислотні акумулятори. Це пов’язано з відмінною хімією та функціями безпеки, властивими технології акумуляторів LiFePO4.

 

хімічний склад LiFePO4

 

LiFePO4 акумулятори використовують літій-залізо-фосфат як матеріал катода. Цей матеріал має ряд переваг, зокрема вищу термічну та хімічну стабільність порівняно з іншими хімікатами літій-іонних батарей. Однією з найважливіших відмінностей є мінімальне утворення газів під час процесів заряджання та розряджання. На відміну від свинцево-кислотних акумуляторів, акумулятори LiFePO4 піддаються мінімальному електролізу, в результаті чого утворюється значно менше водню та кисню. Це за своєю суттю низьке газоутворення усуває потребу в розгалужених системах вентиляції.

 

мінімальне газоутворення в акумуляторах LiFePO4

 

Акумулятори LiFePO4 відомі своїм відносно низьким газоутворенням під час роботи. На відміну від деяких звичайних літій-іонних хімікатів, які можуть виділяти такі гази, як фтористий водень, батареї LiFePO4 мають тенденцію виробляти мінімальну кількість газу, насамперед кисню, під час заряджання та розряджання. Це пов’язано зі стабільною природою залізо-фосфатного зв’язку, який менш схильний до термічного відходу або хімічного розкладання.

 

переваги мінімального видобутку газу:

 

• Безпека

Зменшене газоутворення знижує ризик накопичення газу в корпусі батареї, що може призвести до потенційної небезпеки, наприклад вибуху чи пожежі.

 

• Довговічність

Утворення газу часто пов’язане з руйнуванням електроліту та електродних матеріалів. Менше газоутворення LiFePO4 акумуляторів сприяє подовженню терміну служби та загальної довговічності акумулятора.

 

• Вплив на навколишнє середовище

Акумулятори з мінімальними викидами газу мають менший вплив на навколишнє середовище, оскільки є менший потенціал викиду шкідливих газів у довкілля.

 

• Операційна ефективність

Стабільний хімічний склад акумуляторів LiFePO4 забезпечує ефективні цикли заряджання та розряджання, що сприяє кращій загальній продуктивності та енергоефективності.

 

вентиляція традиційних свинцево-кислотних акумуляторів

 

Вентиляція є важливою умовою під час роботи зі звичайними свинцево-кислотними акумуляторами через можливе виділення газів під час заряджання та розряджання. Традиційні свинцево-кислотні батареї зазвичай використовуються в таких додатках, як автомобільні батареї, джерела безперебійного живлення (UPS) і системи резервного живлення. Ці батареї складаються зі свинцевих пластин, занурених у розчин сірчаної кислоти.

 

Під час заряджання акумулятора електрична енергія перетворюється на хімічну енергію для зберігання в акумуляторі. Це передбачає хімічну реакцію, яка перетворює сульфат свинцю назад у свинець і діоксид свинцю на позитивній і негативній пластинах відповідно. Тим часом вода в розчині сірчаної кислоти розкладається на складові гази, водень і кисень. Цей процес відомий як електроліз.

 

ризики Якщо батарея не вентилюється належним чином:

 

• Небезпека вибуху та пожежі

Водень, який утворюється під час заряджання та розряджання акумуляторів, є легкозаймистим. Коли він досягає певної концентрації в присутності кисню, це може призвести до вибухів або пожеж. Якщо газоподібний водень накопичується в корпусі батареї та не може належним чином вентилюватися, його концентрація може зрости, що підвищить ризик пожежі або вибуху.

 

• Кисневе згоряння

Хоча кисень не такий горючий, як водень, кисень, присутній у корпусі, може посилити горіння легкозаймистих матеріалів. Якщо з будь-якої причини виникне пожежа, наявність накопиченого кисню може спричинити її інтенсивніше горіння та швидше розповсюдження.

 

• Вплив токсичних газів

Акумулятори також можуть виділяти інші токсичні гази під час роботи, як-от діоксид сірки. Накопичення цих газів у корпусі може призвести до небезпеки для здоров’я осіб, які працюють поруч, або персоналу з обслуговування, якому потрібен доступ до акумулятора.

 

• Знижена продуктивність батареї

Накопичення газу всередині корпусу також може вплинути на продуктивність і термін служби батареї. Накопичені гази можуть перешкоджати хімічним процесам всередині акумулятора, що з часом призводить до зниження ефективності та ємності.

 

• Вплив на навколишнє середовище

Гази, що виділяються з батареї, якщо не вентилювати належним чином, можуть потрапити в навколишнє середовище та сприяти забрудненню повітря. Це може негативно вплинути як на якість повітря в приміщенні, так і на вулиці.

 

 

деякі клавіші під час використання свинцево-кислотних акумуляторів:

 

• Дизайн корпусу

Конструкція корпусу батареї має передбачати належну вентиляцію, щоб гази могли розсіюватися. Це може включати вентиляційні отвори або системи, які дозволяють газам виходити назовні.

 

• Швидкість вентиляції

Швидкість вентиляції має бути достатньою для того, щоб концентрація газів усередині камери залишалася нижчою за нижню межу вибуховості для газоподібного водню.

 

• Уникайте замкнутих просторів

Свинцево-кислотні батареї не можна використовувати або заряджати в замкнутих приміщеннях, де можуть накопичуватися гази, без належної вентиляції.

 

• Технічне обслуговування

Регулярне технічне обслуговування батарейних систем є важливим, щоб гарантувати, що будь-які системи вентиляції залишаються функціональними та ефективними.

 

відмінності між LiFePO4 і звичайною батареєю

 

• Матеріал катода

У звичайних літій-іонних батареях використовуються різні катодні матеріали, як-от оксид літію-кобальту (LiCoO2), оксид літію-марганцю (LiMn2O4) і оксиди нікелю-кобальту-марганцю (NCM). Проте LiFePO4 батареї використовують літій-залізофосфат (LiFePO4) як матеріал катода. Такий вибір матеріалу катода сприяє відмінності в робочих характеристиках.

 

• Цикл життя та стабільність

Акумулятори LiFePO4 зазвичай мають довший термін служби порівняно зі звичайними літій-іонними акумуляторами. Це означає, що вони можуть витримувати більшу кількість циклів заряду та розряду, перш ніж відчути значне зниження ємності. Це пов’язано зі стабільнішою структурою LiFePO4, яка зменшує зношування під час циклювання.

 

Поширені запитання про вентиляцію акумулятора LiFePO4

 

• Що таке вентиляція та чому вона важлива для акумуляторів?

Вентиляція означає процес забезпечення належного повітряного потоку навколо батарей для розсіювання газів, які можуть накопичуватися під час роботи. Належна вентиляція має вирішальне значення для традиційних батарей, які виділяють потенційно небезпечні гази, такі як сірководень, запобігаючи накопиченню небезпечного газу.

 

• Чим батареї LiFePO4 відрізняються від традиційних батарей з точки зору вироблення газу?

Акумулятори LiFePO4 працюють на основі літій-залізо-фосфату, який утворює мінімальну кількість газу під час використання, на відміну від традиційних акумуляторів. Вони не виробляють горючих газів, таких як водень, що робить їх безпечнішими для закритих середовищ.

 

• Як система керування батареєю (BMS) сприяє безпеці батареї LiFePO4?

Система керування батареями (BMS) у батареях LiFePO4 відстежує важливі параметри, такі як напруга, струм і температура. Це забезпечує роботу акумулятора в безпечних межах, запобігаючи таким проблемам, як перезаряджання та перегрів.

 

• Чи існують ситуації, у яких вентиляція акумуляторів LiFePO4 може бути корисною?

У надзвичайно високих ситуаціях, коли акумулятори LiFePO4 піддаються швидким циклам заряджання/розряджання та високим температурам, забезпечення контрольованої кількості вентиляції може допомогти підтримувати оптимальну продуктивність і довговічність. Однак це не сувора вимога безпеки.

 

Висновок

 

Загалом ми розвіяли помилкове уявлення про те, що LiFePO4 батареї потребують вентиляції так само, як і традиційні свинцево-кислотні батареї. Виходячи з цього, вибір батарей LiFePO4 є не тільки розумним, але й зростаючою тенденцією. Ви можете вибрати бажані LiFePO4 батареї з ACE.