Prestaties maximaliseren met LiFePO4-batterijen: een vergelijking met loodbatterijen
, door PQ DE, 17 min lezen
Het kiezen van de juiste batterij is voor veel toepassingen cruciaal. B voor zonne-energiesystemen, elektrische voertuigen en maritieme toepassingen. Twee van de meest populaire batterijtypen zijn LiFePO4- en loodzuurbatterijen. In dit artikel onderzoeken we de verschillen tussen LiFePO4- en loodzuurbatterijen en beargumenteren waarom LiFePO4 de betere optie is.
Aankondiging: alle gegevens zijn afkomstig van het Power Queen-laboratorium.
Voorbeeldproduct:
LFP-50: Power Queen 12,8V 50 Ah LiFePO4-accu
LFP-100: Power Queen 12,8V 100Ah LiFePO4-batterij
Samenvatting van vergelijking
|
Batterijtype |
Loodzuuraccun |
LiFePO4 Bbatterijen |
||
|
VRLA-50AH |
VRLA-100AH |
12V50Ah |
12V100Ah |
|
|
Energiedichtheid |
laag |
laag |
3 keer hoger dan een loodzuuraccu |
3 keer hoger dan een loodzuuraccu |
|
Interne weerstand en zelfontlading |
hoog |
hoog |
laag |
laag |
|
Tariefafvoer |
slecht |
slecht |
goed |
goed |
|
Temperatuurtolerantie |
slecht |
slecht |
goed |
goed |
|
Levensduur |
300 |
300 |
4000 |
4000 |
Energiedichtheid – vergelijking van gewicht, omvang en capaciteit
Bij het selecteren van een batterij zijn het gewicht en de grootte van de batterij belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden, vooral in toepassingen waarbij draagbaarheid belangrijk is. In deze vergelijking kijken we naar het gewicht, de afmetingen, modelspecificaties en energiedichtheid van VRLA- en LFP-batterijen.
|
Batterijtype |
Gewicht（kg） |
Afmeting(cm3） |
Model |
Energiedichtheid (Ah/kg) |
|
VRLA-50 |
15,15 |
23*13,8*21,1 |
12V55Ah |
3,63 |
|
VRLA-100 |
27,40 |
33*17,1*21,4 |
12V100Ah |
3,65 |
|
VRLA2-100 |
28.11 |
33*17,1*21,4 |
12V100Ah |
3,56 |
|
LFP-50 |
4,98 |
17*19*17 |
12V50Ah |
10.04 |
|
LFP-100 |
9,85 |
32*17*21 |
12V100Ah |
10,15 |
In deze vergelijking hebben we gekeken naar vijf verschillende batterijen: VRLA-50AH, VRLA-100AH, VRLA2-100AH, LFP-50AH en LFP-100AH. Het gewicht van deze batterijen varieerde van 10,97 lb voor de LFP-50AH tot 60,4 lb voor de VRLA-100AH. Ook de afmetingen van de batterijen varieerden, met afmetingen variërend van 6,7 x 7,5 x 6,7 inch voor de LFP-50AH tot 13 x 6,7 x 8,42 inch voor de VRLA-100AH en VRLA2-100AH.
De modelspecificaties verschilden ook per accu, met spannings- en capaciteitswaarden variërend van 12V 50Ah voor de LFP-50 AH tot 12V 100Ah voor de VRLA-100 AH en LFP-100 AH. Ten slotte hebben we de energiedichtheid van elke batterij in Ah/kg vergeleken, waarbij de LFP-batterijen een aanzienlijk hogere energiedichtheid hadden dan de VRLA-batterijen. Over het algemeen is het bij het selecteren van een batterij belangrijk om rekening te houden met zowel het gewicht als de energiedichtheid om er zeker van te zijn dat de batterij geschikt is voor uw specifieke toepassing.
Vergelijking snelheid ontladingscapaciteit
De ontladingscapaciteit verwijst naar de maximale hoeveelheid stroom die een batterij gedurende een bepaalde tijdsperiode kan ontladen, gewoonlijk uitgedrukt in ampère (A) of als een veelvoud van de batterijcapaciteit, b.v. B C/10 of C/20. Het vertegenwoordigt het vermogen van de batterij om energie met een bepaalde snelheid te leveren, waarbij hogere snelheden overeenkomen met een snellere ontlading en lagere snelheden die overeenkomen met een langzamere ontlading. Ontladingscapaciteit is een belangrijk prestatiekenmerk van een batterij, vooral voor toepassingen waarbij een hoog uitgangsvermogen vereist is, zoals: B Elektrische voertuigen of elektrisch gereedschap.
Vergeleken met LFP-batterijen hebben LA-batterijen een aanzienlijk slechtere spanningsstabiliteit tijdens ontlading.
Elke curve in de grafiek illustreert de effecten van ontladen met een snelheid van 0,2 °C op de spanningsstabiliteit, waarbij de spanning van de loodzuuraccu snel daalt en de LFP-accu een veel grotere stabiliteit heeft.
Vergelijking van interne weerstand en zelfontlading
Interne weerstand is een belangrijke eigenschap van een batterij die de prestaties kan beïnvloeden. Wanneer een batterij wordt gebruikt, creëert de elektrische stroom warmte in de batterij vanwege de weerstand die deze biedt. Deze hitte kan energieverlies veroorzaken en de algehele efficiëntie van de batterij verminderen. Een hogere interne weerstand betekent ook dat er meer vermogen nodig is om dezelfde hoeveelheid stroom door de batterij te sturen, wat kan resulteren in een spanningsval en een vermindering van de batterijcapaciteit.
|
|
VRLA-50 |
VRLA-100 |
VRLA2-100 |
LFP-50 |
LFP-100 |
|
Interne weerstand（mΩ） |
7,95 |
5,23 |
4.553 |
1 |
1 |
We kunnen zien dat loodzuurbatterijen een zeer hoge interne weerstand hebben. Vanwege hun ontwerp en chemie hebben loodzuurbatterijen een hoge interne weerstand. De platen in de batterij zijn gemaakt van lood, dat een relatief lage geleidbaarheid heeft vergeleken met andere metalen zoals koper. Bovendien is de elektrolyt die in loodzuurbatterijen wordt gebruikt een verdunde zwavelzuuroplossing, die een relatief hoge weerstand heeft in vergelijking met andere soorten elektrolyten. Deze factoren dragen bij aan de algehele hoge interne weerstand van loodzuurbatterijen, wat hun prestaties en efficiëntie kan beïnvloeden.
Zelfontlading is een andere belangrijke factor die de prestaties van een batterij beïnvloedt. Zelfs wanneer een accu niet wordt gebruikt, zal deze geleidelijk zijn lading verliezen als gevolg van chemische reacties in de accu. De zelfontladingssnelheid kan variëren afhankelijk van het type en de leeftijd van de batterij, evenals van andere factoren zoals temperatuur en opslagomstandigheden. Zelfontlading kan een probleem zijn bij apparaten die niet vaak worden gebruikt, omdat de batterij zijn lading kan verliezen voordat deze opnieuw kan worden gebruikt. Het kan ook de algehele capaciteit van de batterij in de loop van de tijd verminderen, wat de prestaties en levensduur kan beïnvloeden.
|
Typ |
Dag 1 |
Dag 6 |
Dag 11 |
Dag 16 |
Dag 21 |
Dag 26 |
Dag 31 |
|
|
VRLA |
50 |
13,20 |
13,18 |
13,16 |
13,15 |
13,15 |
13,14 |
13,15 |
|
100 |
13,24 |
13,20 |
13,17 |
13,15 |
13,11 |
13.07 |
13,05 |
|
|
PQ |
50 |
13,27 |
13,27 |
13,27 |
13,26 |
13,26 |
13,25 |
13,25 |
|
100 |
13,20 |
13,20 |
13,20 |
13,19 |
13,20 |
13,19 |
13,19 |
|
LFP-batterij wint opnieuw.
Volgens de gegevens hebben LiFePO4-batterijen een aanzienlijk lagere interne weerstand en een lagere zelfontlading dan loodzuurbatterijen. Deze kenmerken dragen bij aan de superieure capaciteit en langere levensduur van LiFePO4-batterijen.
Vergelijking van temperatuurtolerantie
Temperatuurtolerantie verwijst naar het temperatuurbereik waarbinnen een batterij veilig en effectief kan werken. Batterijen zijn temperatuurgevoelig en extreme hitte of kou kan hun prestaties en levensduur aanzienlijk beïnvloeden.
Het blootstellen van een batterij aan temperaturen buiten het gespecificeerde bereik kan onherstelbare schade aan interne componenten veroorzaken, wat resulteert in een verminderde capaciteit, een kortere levensduur en zelfs veiligheidsrisico's zoals lekkage of explosie. Over het algemeen kunnen hoge temperaturen de chemische reacties in de batterij versnellen, wat leidt tot snellere degradatie en verminderde prestaties, terwijl lage temperaturen chemische reacties kunnen vertragen, waardoor de batterij minder efficiënt wordt en de capaciteit ervan afneemt.
Daarom is het bij het selecteren en gebruiken van batterijen belangrijk om rekening te houden met de temperatuurtolerantie van het specifieke batterijtype en ervoor te zorgen dat deze binnen het aanbevolen temperatuurbereik werkt. Dit kan helpen de levensduur van de batterij te verlengen en de prestaties en veiligheid ervan in de loop van de tijd te behouden.
Laten we nu eens kijken naar de vergelijking van deze twee soorten batterijen.
|
Typ |
VRLA-100Ah |
VRLA-50Ah |
LFP-100 |
LFP-50 |
|
Initiële spanning |
13.05 |
13,15 |
13,19 |
13,19 |
|
80℃10 minuten |
13,03 |
13,13 |
13,19 |
13,19 |
|
25℃10 minuten |
13,03 |
13,14 |
13,19 |
13,20 |
|
80℃10 minuten |
13,01 |
13,11 |
13,19 |
13,20 |
|
25℃10 minuten |
13,00 |
13,11 |
13,20 |
13,20 |
|
80℃10 minuten |
12,58 |
13,09 |
13,20 |
13,20 |
|
25℃10 minuten |
12,57 |
13,10 |
13,20 |
13,20 |
De LiFePO4-batterij heeft een grotere temperatuurtolerantie vergeleken met loodzuurbatterijen.
Waterdichte test
Waterdicht betekent dat de batterij is ontworpen om schade te weerstaan die wordt veroorzaakt door contact met water of andere vloeistoffen. Een waterdichte batterij heeft minder kans op corrosie, kortsluiting of andere problemen die de batterij mogelijk kunnen beschadigen als deze wordt blootgesteld aan vocht. Het is echter belangrijk op te merken dat waterdichte batterijen niet volledig immuun zijn voor waterschade en dat ze in natte omgevingen toch met zorg moeten worden behandeld.
Spoel de batterij gedurende 10 minuten aan elke kant af met water en meet vervolgens de spanning ervoor en erna.
| VRLA-batterij | LFP-batterij | |
| Vóór | 13,05V | 13,19V |
| Na | 13,01V | 13,19V |
Loodzuuraccu's hebben zowel voor als na een slechte spanningsstabiliteit.
Cycluscapaciteit bij hoge temperaturen
Een cyclus met hoge temperaturen verwijst naar het gedurende langere tijd blootstellen van een batterij aan temperaturen boven het aanbevolen bedrijfsbereik. Dit kan een versnelde degradatie van de batterij veroorzaken, wat resulteert in een verminderde capaciteit en een kortere levensduur. Het kan ook het risico op veiligheidsrisico's vergroten, zoals lekken, veren of zelfs thermische overstroming. Laten we nu de batterijen in een temperatuur van 55° (131°F) plaatsen om te zien hoe hun prestaties zijn.
Conclusie: De cyclusstabiliteit van LA-batterijen is veel slechter dan die van LFP-batterijen.
Capaciteit wordt weergegeven door de blauwe curve en gezondheid wordt weergegeven door de rode curve.
Ons batterijschattingsmodel suggereert dat een batterij met een gezondheidstoestand (SOH) van 80% bij normaal gebruik tot 300 cycli kan meegaan, terwijl een LFP-batterij tot 4000 cycli kan meegaan.
Wij beschouwen een batterij met minder dan 80% SOH volgens onze normen onaanvaardbaar.
Experimenteer met demontage om de interne structuur te observeren
Loodzuuraccu
Er zit vrijwel geen bescherming in de LA-batterij, de luchtklep is slechts een rubberen hoes die gemakkelijk kan worden verwijderd, en er is geen bescherming tussen individuele cellen.
Als u de blauwe rubberen huls verwijdert, komen het binnenste poolstuk en de elektrolyt direct bloot. Er is geen bescherming binnenin.
LFP-batterij
In de LFP-batterij bevinden zich structurele beschermingsapparaten zoals beschermplaten en schuimvulling met verschillende functies, en de interne structuur van de interne afzonderlijke cellen is voorzien van kortsluitbeveiliging.
Conclusie
Samenvattend zijn LiFePO4-batterijen een uitstekende optie voor het voeden van maritieme toepassingen zoals trollingmotoren, elektrische voertuigen zoals campers en zonne-energiesystemen. Ze bieden verschillende voordelen ten opzichte van loodzuuraccu's, waaronder een laag gewicht, een langere levensduur, sneller opladen, betere prestaties, veiligheid en onderhoudsvrijheid. Hoewel ze in eerste instantie misschien duurder zijn, maken hun superieure prestaties en langere levensduur ze op de lange termijn een kosteneffectievere optie. Als u van plan bent de accu van uw trollingmotor of camper te vervangen, kan investeren in een LiFePO4-accu een goede keuze zijn.
Blog posts
-
, door Liu Ling Was ist das optimale Gewicht einer 12V-Batterie für ein Boot?
-
, door Liu Ling Beste Tipps für die Erweiterung Ihrer bestehenden Batteriebank: Mehr Leistung freisetzen
-
, door Liu Ling Wie lange halten Wohnmobilbatterien?
