Zašto LFP (litij željezo fosfat, LiFePO4) baterija radi bolje od ostalih trostrukih kemijskih baterija tijekom punjenja?

Ključ duljeg vijeka trajanjaLFP baterija je njegov radni napon, koji je između 3,2 i 3,65 volti, niži od napona koji normalno koristi NCM baterija.Litij-željezo-fosfatna baterija koristi fosfat kao pozitivni materijal i ugljično-grafitnu elektrodu kao negativnu elektrodu;Također imaju dug radni vijek, dobru toplinsku stabilnost i dobre elektromehaničke performanse.

LFP baterijaradi na nominalnom naponu od 3,2 V, tako da se pri spajanju četiri baterije može dobiti baterija od 12,8 V;Baterija od 25,6 V može se dobiti kada se spoji 8 baterija.Stoga je LFP kemija najbolji izbor za zamjenu olovnih baterija dubokog ciklusa u raznim primjenama.Za sada je njihova niska gustoća energije ono što ograničava njihovu upotrebu u velikim vozilima, jer su puno jeftiniji i sigurniji.Ova situacija dovela je do usvajanja ove tehnologije na kineskom tržištu, zbog čega se 95% litij željezo fosfatnih baterija proizvodi u Kini.

Baterija s grafitnom anodom i LFP katodom radi na nazivnom naponu od 3,2 volta i maksimalnom naponu od 3,65 volta.S ovim naponima (također vrlo niskim) može se postići 12000 životnih ciklusa.Međutim, baterije s grafitnom anodom i NCM (nikl, kobalt i manganov oksid) ili NCA (nikl, nikal i aluminijev oksid) katodom mogu raditi na višem naponu, s nominalnim naponom od 3,7 volta i maksimalnim naponom od 4,2 volta.Pod ovim uvjetima ne očekuje se da će postići više od 4000 ciklusa punjenja i pražnjenja.

Ako je radni napon nizak, tekući elektrolit između dvije elektrode baterije (kroz koje se kreću litijevi ioni) kemijski je stabilniji.Ovaj dio objašnjava zašto LTO baterija koja radi na 2,3 V i LFP baterija koja radi na 3,2 V imaju bolji vijek trajanja od NCM ili NCA baterije koja radi na 3,7 V.Kada je baterija više napunjena, a time i viši napon, tekući elektrolit će polako početi nagrizati elektrodu baterije.Stoga trenutno ne postoji baterija koja koristi spinel.Spinel je mineral formiran od mangana i aluminija.Njegov katodni napon je 5 V, ali su novi elektrolit i poboljšani premaz elektrode potrebni kako bi se spriječila korozija.

Zbog toga je potrebno bateriju držati na što nižem SoC-u (stanje napunjenosti ili % napunjenosti), jer će raditi na nižem naponu i time će joj se produžiti vijek trajanja.