Hvorfor yter LFP-batterier (litiumjernfosfat, LiFePO4) bedre enn andre trippelkjemiske batterier under lading?

Nøkkelen til lengre levetidLFP batteri er arbeidsspenningen, som er mellom 3,2 og 3,65 volt, lavere enn spenningen som normalt brukes av NCM-batteri.Litiumjernfosfatbatteriet bruker fosfat som positivt materiale og karbongrafittelektrode som negativ elektrode;De har også lang levetid, god termisk stabilitet og god elektromekanisk ytelse.

LFP batteriopererer med en nominell spenning på 3,2V, så når fire batterier er tilkoblet, kan 12,8V batteri fås;25,6V batteri kan fås når 8 batterier er tilkoblet.Derfor er LFP-kjemi det beste valget for å erstatte dypsyklus bly-syre-batterier i ulike bruksområder.Så langt er det deres lave energitetthet som begrenser bruken i store kjøretøy, fordi de er mye billigere og sikrere.Denne situasjonen førte til at denne teknologien ble tatt i bruk i det kinesiske markedet, og det er grunnen til at 95% av litiumjernfosfatbatterier er laget i Kina.

Batteriet med grafittanode og LFP-katode fungerer med en nominell spenning på 3,2 volt og en maksimal spenning på 3,65 volt.Med disse spenningene (også svært lave), kan 12000 livssykluser oppnås.Batterier med grafittanode og NCM (nikkel, kobolt og manganoksid) eller NCA (nikkel, nikkel og aluminiumoksid) katode kan imidlertid operere med en høyere spenning, med en nominell spenning på 3,7 volt og en maksimal spenning på 4,2 volt.Under disse forholdene forventes det ikke å oppnå mer enn 4000 lade- og utladingssykluser.

Hvis arbeidsspenningen er lav, er den flytende elektrolytten mellom de to batterielektrodene (som litiumioner beveger seg gjennom) kjemisk mer stabil.Denne delen forklarer hvorfor LTO-batteriet som kjører på 2,3V og LFP-batteriet som kjører på 3,2V har bedre levetid enn NCM- eller NCA-batteriet som kjører på 3,7V.Når batteriet har høyere ladning og dermed høyere spenning, vil den flytende elektrolytten sakte begynne å korrodere batterielektroden.Derfor er det ikke noe batteri som bruker spinell for tiden.Spinell er et mineral dannet av mangan og aluminium.Katodespenningen er 5V, men ny elektrolytt og forbedret elektrodebelegg er nødvendig for å forhindre korrosjon.

Dette er grunnen til at det er nødvendig å holde batteriet på lavest mulig SoC (ladingstilstand eller % lading), fordi det vil fungere ved lavere spenning og levetiden vil bli forlenget.