Bezpečnosť je plnohodnotným dizajnovým prvkom lítiových batérií, a to z dobrého dôvodu. Ako sme už všetci videli, chémia a hustota energie, ktorá umožňuje tak dobre fungovať lítium-iónovým batériám, ich tiež robí horľavými, takže keď batérie nefungujú správne, často spôsobujú veľkolepý a nebezpečný neporiadok.
Všetky lítiové chemikálie nie sú rovnaké. V skutočnosti je väčšina amerických spotrebiteľov - okrem elektronických nadšencov - oboznámená iba s obmedzeným rozsahom lítiových riešení. Najbežnejšie verzie sú vyrobené z receptúr oxidu kobaltu, oxidu mangánu a oxidu niklu.
Najprv urobme krok späť v čase. Lítium-iónové batérie sú oveľa novšou inováciou a boli dostupné len za posledných 25 rokov. Postupom času sa zvýšila popularita lítiových technológií, pretože sa osvedčili pri napájaní menšej elektroniky - napríklad prenosných počítačov a mobilných telefónov. Ako si však možno pamätáte z niekoľkých noviniek za posledné roky, lítium-iónové batérie získali povesť aj pri požiari. Až do posledných rokov to bol jeden z hlavných dôvodov, prečo sa lítium bežne nepoužívalo na vytváranie veľkých bánk batérií.
Ale potom prišiel fosforečnan lítno-železitý (LiFePO4). Tento novší typ lítiového roztoku bol vo svojej podstate nehorľavý a zároveň umožňoval mierne nižšiu hustotu energie. Batérie LiFePO4 boli nielen bezpečnejšie, ale mali oproti iným lítiovým chemikáliám mnoho výhod, najmä pre aplikácie s vysokým výkonom, ako je napríklad obnoviteľná energia.
Predtým, ako sa ponoríme do bezpečnostných prvkov fosforečnanu lítno-železitého, najskôr sa osviežme tým, ako k poruchám lítiovej batérie dochádza.
Lítium-iónové batérie explodujú, keď sa batéria okamžite úplne nabije alebo keď sa kvapalné chemikálie zmiešajú s cudzími kontaminantmi a vznietia sa. To sa zvyčajne deje tromi spôsobmi: fyzickým poškodením, prebitím alebo rozpadom elektrolytu.
Napríklad ak je vnútorný odlučovač alebo nabíjací obvod poškodený alebo nefunguje správne, neexistujú žiadne bezpečnostné zábrany, ktoré by zabránili zlúčeniu elektrolytov a spôsobeniu výbušnej chemickej reakcie, ktorá potom rozbije obal batérie, zmieša chemickú kašu s kyslíkom a okamžite zapáli všetky komponenty.
Existuje niekoľko ďalších spôsobov, ako môžu lítiové batérie explodovať alebo sa vznietiť, ale najbežnejšie sú scenáre tepelného úniku. Bežný je však relatívny pojem, pretože lítium-iónové batérie napájajú väčšinu nabíjateľných produktov na trhu a je pomerne zriedkavé, že dôjde k veľkému stiahnutiu z trhu alebo k vydeseniu bezpečnosti.
Aj keď batérie s lítium-železnatým (LiFePO4) nie sú úplne nové, práve teraz získavajú trakciu na globálnych komerčných trhoch. Tu je rýchly prehľad toho, čo robí batérie LiFePO4 bezpečnejšími ako iné riešenia pre lítiové batérie.
Batérie LiFePO4 sú známe predovšetkým pre svoj silný bezpečnostný profil, ktorý je výsledkom mimoriadne stabilnej chémie. Fosfátové batérie ponúkajú vynikajúcu chemickú a mechanickú štruktúru, ktorá sa neprehrieva na nebezpečnú úroveň. Poskytuje teda zvýšenie bezpečnosti oproti lítium-iónovým batériám vyrobeným z iných katódových materiálov.
Je to preto, že nabitý a nenabitý stav LiFePO4 sú fyzicky podobné a vysoko robustné, čo umožňuje iónom zostať stabilnými počas toku kyslíka, ku ktorému dochádza popri nabíjacích cykloch alebo možných poruchách. Celkovo je väzba fosfát-oxid železitý silnejšia ako väzba kobalt-oxid, takže keď je batéria prebitá alebo fyzicky poškodená, potom zostáva fosfát-oxidová väzba štrukturálne stabilná; zatiaľ čo v iných lítiových chemikáliách sa väzby začínajú rozpadávať a uvoľňovať nadmerné teplo, čo nakoniec vedie k tepelnému úniku.
Články fosforečnanu lítneho sú nehorľavé, čo je dôležitá vlastnosť v prípade nesprávnej manipulácie počas nabíjania alebo vybíjania. Znesú aj drsné podmienky, či už je to mrazivý chlad, prudké horúčavy alebo drsný terén.
Ak sú vystavené nebezpečným udalostiam, ako sú kolízie alebo skraty, nevybuchnú ani nehrozia požiarom, čím sa výrazne znižuje pravdepodobnosť poškodenia. Ak vyberáte lítiovú batériu a predpokladáte použitie v nebezpečnom alebo nestabilnom prostredí, je LiFePO4 pravdepodobne tou najlepšou voľbou.
Väčšina batérií LiFePO4 je tiež vybavená systémom správy batérií (BMS), ktorý má mnoho ďalších bezpečnostných prvkov vrátane; ochrana proti prepätiu, prepätiu, podpätiu a prehriatiu a články sa dodávajú v puzdre z nehrdzavejúcej ocele odolnom proti výbuchu.
Je tiež potrebné spomenúť, že batérie LiFePO4 sú netoxické, nekontaminujúce a neobsahujú žiadne kovy vzácnych zemín, čo z nich robí ekologicky šetrnú voľbu. Lítiové batérie s obsahom kyseliny olovnatej a oxidu nikelnatého nesú významné environmentálne riziko (najmä kyselina olovnatá, pretože vnútorné chemikálie degradujú štruktúru tímu a nakoniec spôsobujú netesnosti). V porovnaní s olovenými a inými lítiovými batériami majú lítium-železo-fosfátové batérie významné výhody, medzi ktoré patrí vylepšená účinnosť vybíjania a nabíjania, dlhšia životnosť a schopnosť hlbokého cyklu pri zachovaní výkonu. Batérie LiFePO4 majú často vyššiu cenu, ale oveľa lepšie náklady na životnosť produktu, minimálna údržba a nepravidelná výmena z nich robí hodnotnú investíciu a bezpečnejšie dlhodobé riešenie.
Máte otázky? Prosím kontaktuj nás!
100% bezpečná platba
