Lithium ijzer fosfaat batterij


Fotografie » TechTalk » Batterijen » Lithium » Lithium ijzer fosfaat

Je zal meer en meer lithium ijzer fosfaat batterijen aantreffen. Deze worden gebruikt als upgrade voor loodbatterijen in golfkarretjes, als startbatterij voor motoren (brommers), als marine batterij, enz. Deze batterijen gaan veel langer mee en wegen driemaal minder.

Er bastaat niet één soort lithium-ion batterij, maar verschillende. Bij iedere batterij verplaatsen de lithium-ionen zich van de ene electrode naar de andere. De batterijen verschillen in het soort electrode dat gebruikt wordt. De electrodes vangen de lithium-ionen op.

Alle lithium-ionen accupacks hebben een egalisatieschakeling nodig om de lading te verdelen over de cellen. In tegenstelling met waterige electrolieten kan een accu niet extra lading opnemen eenmaal dat alle ionen van de ene pool naar de andere zijn gemigreerd. In de batterijpacks zit de egalisatieschakeling in de pack zelf. Als een cel eerder volgeladen is, dan leidt de egalisatieschakeling de stroom om zodat de cel niet overladen wordt. Specifieke lithium-ion laders stoppen volledig het laadproces als de batterij geladen is.

De lithium-ijzer-fosfaat cellen (LFP) hebben een andere celspanning dan de meer voorkomende LCO cellen (3.2V in plaats van 3.7). Op het eerste zicht lijkt dit een nadeel, maar 4 cellen in serie hebben een spanning van 12.8V, die goed overeenkomt met de spanning van een loodbatterij. Het laden gebeurt trouwens volgens hetzelfde procédé (eerst constante stroom en dan constante spanning) zodat deze batterijpacks gebruikt kunnen worden als vervanger van een loodaccu.

Vervanging van de startbatterij

De Lithium Iron Phosphate (LFP) batterijen kunnen de loodbatterijen in autos vervangen met 4 elementen in plaats van 6 zonder dat de alternator vervangen moet worden. De batterij heeft een ingebouwde celbalanceringsschakeling om de lading over de verschillende cellen te verdelen.

Lithium-ijzer-fosfaat batterijen kunnen een zeer hoge stroom leveren, tot 100× de batterijcapaciteit, dus een stroom van 1000A voor een accu van 10Ah. Dit voordeel wordt gebruikt bij startbatterijen (brommers, marine batterijen, startbatterijen in kleine vliegtuigen). Deze batterijen zijn redelijk duur (meer dan 1000€ voor een auto-batterij), ze worden daarom niet gebruikt in normale voertuigen. Zer worden echter meer en meer gebruikt in duurdere motorfietsen.

Deze batterijen hebben tal van voordelen ten opzichte van de originele loodbatterijen: een gewicht dat 3× lager is, zeer goed bestand tegen diepe ontladingen, langere levensduur, hoger rendement (minder last van het Peukert-effekt). Daarom worden ze wel gebruikt in kritische toepassingen (marine-batterijen)

Een 10Ah batterij (geschikt voor motoren) kan een auto doen starten, maar de batterijcapaciteit is echter te laag voor een normaal gebruik. Als je de lichten een uur zou laten branden, dan is de batterij volledig leeg. De electronika aan boord van de voertuigen (radio-ontvanger, follow-me verlichting, enz) zou de batterij in een paar weken volledig leeg trekken.

Vervanging van gelbatterijen

Deze lithium-ion batterijpacks kunnen ook gebruikt worden als vervanging van gelbatterijen. Deze worden bijvoorbeeld gebruikt in noodvoedingen (UPS), noodverlichtingen, en dergelijke meer. Deze packs hebben naast de ingebouwde egalisatieschakeling ook een beveiliging tegen te sterke ontladingen. Deze batterijen houden niet van een te sterke ontlading (celspanning onder de 2.5V, dus packspanning = 10V). Deze eindspanning is lager dan de spanning van een loodaccu (10.5V). Startbatterijen hebben deze tweede bescherming niet omdat de transistor die de belasting moet uitschakelen (tot 1000A) bijzonder duur is.

De beveiliging beperkt dus de maximale ontlaadspanning, maar werkt ook als stroombegrenzer (een soort electronische zekering). Dit was oorspronkelijk niet voorzien, maar de transistor die gebruikt wordt om de belasting af te schakelen bij te lage batterijspanning werkt ook als stroombegrenzer (het zijn vermogens MOSFETs).

Omdat de stroom die de batterij kan leveren beperkt is, kan de batterij niet gebruikt kan worden in schakelende voedingen (die gemiddeld 20A trekken om de computer van stroom te voorzien gedurende een 10-tal minuten). De batterij kan wel in alarmsystemen en noodverlichtingen gebruikt worden. Om de batterij te kunnen gebruiken in een UPS moet je een moto-batterij kiezen: deze hebben geen stroombeperking. De schakelende voeding stopt trouwens automatisch van zodra de spanning onder de limiet zit.

Ik heb een accupack van Tracer besteld met capaciteit van 7Ah (meest voorkomende batterijtype). De bespreking is hier te vinden.

LiFePO4 accupacks


Lithium Iron Phosphate (LFP) batterijen

Dergelijke accus worden gemaakt voor noodvoedingen en voor bromfietsen en kleine electrische wagens

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren