VANTAGENS E DESVANTAGENS DA BATERIA DE LITIO-FERRO (LiFe ou LiFePO4 )
Vantagens e desvantagens da bateria de litio-ferro (LiFe ou LiFePO4 )
Existem no mercado várias famílias de baterias de íons de lítio. A maioria dos consumidores está familiarizada apenas com baterias de litio construídas a partir de óxido de cobalto, óxido de manganês e óxido de níquel, cuja tensão nominal é 3,7V.
Porém existe no mercado uma família de baterias de fosfato de litio ferro, com tensão nominal de 3,2V. Essas baterias são comumente chamadas de LiFe ( litio ferro ) ou fosfato de litio ferro (LiFePO4).
Este novo tipo de bateria de lítio é inerentemente não combustível, permitindo uma densidade de energia ligeiramente menor. As baterias de LiFePO4 não são apenas mais seguras, elas tem muitas vantagens sobre outras químicas de lítio, particularmente para aplicações de alta potência.
Em comparação com o chumbo-ácido e outras baterias de lítio, as baterias de lítio-fosfato de ferro oferecem vantagens significativas, incluindo maior eficiência de descarga e carga, maior vida útil e capacidade de ciclo profundo, mantendo o desempenho. As baterias LiFePO4 muitas vezes vêm com um preço mais alto, mas um custo muito melhor ao longo da vida do produto, a manutenção mínima e a substituição pouco frequente fazem delas um investimento que vale a pena e uma boa solução.
Em contrapartida, sua menor tensão nominal de 3,2V/célula reduz a energia específica abaixo da de Li-Ion à base de cobalto.
A bateria de li-fosfato é usada frequentemente para substituir a bateria de chumbo-ácido usada em automóveis.
Quatro células em série produzem 12,80V, uma tensão semelhante a seis células de chumbo-ácido em série que produzem 12V.
Os veículos carregam as baterias de chumbo-ácido até 14,40V (2,40V/célula).
Com quatro células de li-fosfato em série, cada célula com tensão máxima de carga em 3,60V, tem-se a mesma tensão máxima de carga das baterias de chumbo-ácido que é de 14,40V.
A bateria de li-fosfato é tolerante a alguma sobrecarga; Entretanto, manter a tensão em 14,40V por um tempo prolongado, como a maioria de veículos faz em uma movimentação longa, poderia forçar a bateria.
A bateria de li-fosfato tem excelente segurança e longa vida, mas moderada energia específica e autodescarga elevada.
Embora as baterias de fosfato de lítio ferro (LiFePO4) não sejam exatamente novas, elas estão apenas começando a ganhar tradição nos mercados comerciais globais. Aqui está uma rápida análise do que distingue o LiFePO4 das outras soluções de bateria de lítio.
1-Segurança e estabilidade
As baterias LiFePO4 são mais conhecidas por seu forte perfil de segurança, resultado de uma química extremamente estável. As baterias à base de fosfato oferecem estabilidade térmica e química superior, o que aumenta a segurança das baterias de íons de lítio fabricadas com outros materiais catódicos. As células de fosfato de lítio são incombustíveis, o que é uma característica importante no caso de manuseio incorreto durante a carga ou descarga. Eles também podem resistir a condições adversas, seja frio congelante, calor escaldante ou terreno acidentado.
Quando sujeitos a eventos perigosos, como colisão ou curto-circuito, elas não explodem ou pegam fogo, reduzindo significativamente qualquer chance de dano. Se você está selecionando uma bateria de lítio e antecipando o uso em ambientes perigosos ou instáveis, o LiFePO4 é provavelmente sua melhor escolha.
2-Desempenho
O desempenho é um fator importante na determinação do tipo de bateria a ser usado em um determinado aplicativo. Longa vida, baixas taxas de autodescarga e menos peso tornam as baterias de lítio ferro uma opção atraente, já que se espera que elas tenham uma vida útil mais longa do que as baterias de íons de lítio. A vida útil geralmente é de cinco a dez anos ou mais, e o tempo de operação excede significativamente as baterias de chumbo-ácido e outras formulações de lítio. O tempo de carregamento da bateria também é consideravelmente reduzido, outro benefício de desempenho conveniente.
3-Eficiência Espacial
Também vale a pena mencionar as características de espaço eficiente do LiFePO4. Com um terço do peso da maioria das baterias de chumbo-ácido e quase a metade do peso do popular óxido de manganês, o LiFePO4 oferece uma maneira eficaz de usar espaço e peso. Tornando seu produto mais eficiente no geral.
4-Impacto ambiental
As baterias LiFePO4 não são tóxicas, não contaminam e não contêm metais de terras raras, tornando-as uma escolha ambientalmente consciente. As baterias de chumbo-ácido e óxido de níquel carregam um risco ambiental significativo (especialmente as baterias de chumbo-ácido, pois os produtos químicos internos degradam a estrutura da bateria e eventualmente causam vazamento).
As principais características são:
Fosfato de lítio ferro: catodo LiFePO4 e anodo de grafite.
Abreviatura: LFP ou li-fosfato.
Tensão Nominal: 3,20V (3,30V)
Faixa de operação típica: 2,5-3,65V/célula
Energia específica (capacidade): 90-120Wh/kg
Carga: 1C típico até 3,65V
Tempo de carga típico: 3 horas
Descarga: 1C típica, 25C em algumas células; pulsada 40A (2s) com tensão de corte de 2,50V (menor que 2V causa danos).
Vida útil: 1000-2000 ciclos (relacionado à profundidade de descarga, temperatura).
Fuga térmica 270°C. Bateria muito segura, mesmo que totalmente carregada. Um dos sistemas Li-Ion mais seguros.
Autodescarga elevada.