Mitkä ovat litiumrautafosfaattiakkujen (LiFePO4) edut?

Akkutekniikan ja sähkömoottoreiden edistysaskeleet tekevät täyssähköisten propulsiojärjestelmien tarjoamisesta vesillä liikkumiseen helpompaa kuin koskaan ennen.

Alla kerromme litiumrautafosfaattiakkujen eduista, miksi se on turvallisin litiumakkutyyppi sekä miksi se tarjoaa pitkän käyttöiän ja enemmän tehoa sähköveneille.

Johdanto

Sähkökäyttöisten propulsiojärjestelmien yleistyessä on tärkeää, että veneiden omistajat ja käyttäjät tekevät tietoisia akkuja koskevia valintoja. Suunnittelu- tai asennusprosessin aikana tehdyillä päätöksillä on pitkän aikavälin vaikutuksia veneen suorituskykyyn ja käyttöiän kustannuksiin.

Yhä useammat veneen omistajat etsivät sähkökäyttöä ja suuremmissa veneissä on yhä enemmän sähköisiä apuveneitä  sekä ladattavia akkuja sisältäviä vesileluja. Alla olevat tiedot auttavat sinua ymmärtämään paremmin, mitä sinun tulee ottaa huomioon akkujärjestelmiä valittaessa.

Mikä on LiFePO4-akku?

Litiumrautafosfaattiakku (joka usein lyhennetään kemiallisen koostumuksensa perusteella LiFePO4-akku; tai vielä lyhennettynä LFP-akuksi, Lithium Ferro Phosphatea) on litiumioniakkutyyppi, jossa on litiumrautafosfaatista valmistettuja katodimateriaaleja.

Nyt tiedämme eron "litium-ionin" ja "litiumraudan" välillä. Selvitetään, miksi LiFePO4-akut ovat paras valinta vapaa-ajan veneiden sekä pienten kaupallisten alusten sähkökäyttöön.

LiFePO4 Akkujen edut

LiFePO4:llä on monia etuja muihin litiumioniakkuihin ja perinteisiin lyijyakkuihin (LA) verrattuna. Ne painavat vähemmän, eivät vaadi huoltoa, niissä on paremmat lataus- ja purkausominaisuudet ja niiden käyttöikä on paljon pidempi, mikä tekee niistä yhden edullisimmista sähkökäyttöisistä veneiden propulsioratkaisuista.

Muita LiFePO4:n keskeisiä etuja ovat pidempi käyttöikä, ei vuoto- ja tulipaloriskiä sekä optimaalinen lataus- ja purkujaksojen sietokyky.

Korkea hyötysuhde

Miksi LiFePO4-akut ovat niin tehokkaita? Vertailun vuoksi litiumioni- tai lyijyakkuja käyttäviin järjestelmiin, litiumrautafosfaatti (LiFePO4) tarjoaa moninaisen yhdistelmän ominaisuuksia, erityisesti huviveneisiin  ja pieniin kaupallisiin aluksiin.

LiFePO4-akkumalleilla on parannettu purkaus- ja lataustehokkuus sekä kyky säilyttää samalla suorituskyky, mitä LA-akut  ja muut litiumakkumallit eivät voi tarjota.

Parempi suorituskyky kölistä ylöspäin

Pitkän käyttöiän, hitaiden itsepurkautumisten, kevyen painon sekä suuren akun kapasiteetin yhdistelmä tekee litiumrautafosfaattiakuista (LiFePO4) ihanteellisen yhdistelmän sähköisille vapaa-ajan veneille.

LiFePO4:llä on pidempi käyttöikä

Bensiini- tai dieselkäyttöisillä veneillä veneen omistajat eivät odota joutuvansa vaihtamaan  moottoriaan kahden tai kolmen vuoden välein. Joten tuntuu hieman epäreilulta, että sähköveneiden omistajien on päivitettävä koko akkupakettinsa säännöllisesti, mikä on todennäköistä veneissä, joissa on lyijyakut.

Litium-rautafosfaatti (LiFePO4) -akut voivat peitota fossiilisten polttoaineiden järjestelmät.

Nopeampi latausprosessi

LiFePO4-akkujen akkujen latausaika on nopeampi kuin lyijyakkujen tai muiden litiumakkujen. Yleensä LiFePO4-yksiköillä on nelinkertainen energiatiheys ja ne latautuvat viisi kertaa nopeammin kuin lyijyakut.

LiFePO4-akun käyttöikä on jopa viisinkertainen joidenkin litiumioniakkujen käyttöikään verrattuna, usein jopa 5000 sykliä ilman merkittävää suorituskyvyn heikkenemistä.

LiFePO4-akkuja voidaan myös käyttää 100 % DOD:iin (latauksentaso) ilman vaurioita tai suorituskyvyn heikkenemistä.

LiFePO4 on kevyt

litiumrautafosfaatti (LiFePO4 tai LFP) tuottaa noin 50 % enemmän käytettävää sähkökapasiteettia, jopa 70 % pienemmällä painolla kuin lyijyakut. LiFePO4-yksiköt ovat myös kevyempiä kuin jotkut litiumioniakut, noin puolet litiummangaanioksidiakkujen (LMO) painosta.

LiFePO4:n ylivoimainen teho- painosuhde mahdollistaa kooltaan pienemmät akut, pienemmän propulsiojärjestelmän painon. Tämä parantaa veneen suorituskykyä, sähkötehokkuutta sekä pidentää toimintasädettä. Ja säästää tilaa veneessä.

Lisää painonsäästöjä

Lisää painonsäästöä saadaan siitä, verrattaessa esimerkiksi lyijyakkujen asennukseen, ettei  akkukoteloita tarvita. Samaten lyijyakuissa on paljon enemmän johtoja napaliitäntöihin verrattuna LiFePO4-akkuasennukseen.

Ympäristöystävällinen valmistustapa

Toisin kuin litiumakut ja lyijyakut, LiFePO4-akut eivät sisällä myrkyllisiä, raskaita tai harvinaisia ​​maametalleja, kuten kobolttia, nikkeliä tai lyijyä. LiFePO4 koostuu tavallisista materiaaleista, kuten grafiitista, raudasta ja kuparista.

Nämä materiaalit ovat halvempia hankkia, niitä on enemmän ja ne vaativat myös vähemmän energiaa louhintaan ja prosessointiin. Tämä  on ympäristöystävällisempi valinta veneen omistajille, jotka etsivät vihreitä sähköveneiden propulsioratkaisuja.

Ympäristöystävällinen käytön jälkeenkin

Litium-rautafosfaattiakkuja on ympäristöystävällisempää valmistaa, samaten verrattuna muihin litiumakkuihin, ne ovat paljon pienempi  ympäristöriski koko käyttöikänsä aikana. 

LFP-akuissa käytetyt fosfaattisuolat ovat paljon vähemmän liukenevia kuin muissa litiumakuissa käytetyt metallioksidit. Tämän vuoksi LiFePO4-akuissa on paljon epätodennäköisempää, että kemikaalit liukenevat ympäristöön, vaikka akkua ei olisikaan hävitetty oikein.

Samaa ei voida sanoa LA-akuista, joiden rakenne voi huonontua ajan myötä, mikä johtaa myrkyllisten kemikaalien vuotamiseen.

Toisin kuin muut akkumallit, LiFePO4-akut on myös helppo kierrättää käyttöikänsä lopussa.

Turvallisempi kuin LA ja muut litiumioniakut

LiFePO4-akuilla on parempi lämpö- ja kemiallinen stabiilisuus verrattuna lyijyakkuihin tai muihin litiumioniakkuihin, eivätkä ne myöskään kärsi "lämpökarkailusta", kuten jotkut litiumioniakut.

Tämän vuoksi LiFePO4-akuilla on maine erittäin vakaina ja luonnostaan ​​​​turvallisina.

Litiumrautafosfaatti kestää myös äärimmäisiä lämpötiloja, se on veteen liukenematon ja palamaton.

Vaikka LiFePO4-akku altistuisi vaaralliselle käsittelylle, kuten törmäykselle tai oikosululle, ne eivät repeydy, räjähdä tai syty tuleen.

Lämpöä kestävämpi kuin litiumioniakut

Joidenkin litiumioniakkujen on vaikea toimia optimaalisen lämpötila-alueensa ulkopuolella, joka yleensä on välillä 10–55 °C.

LA-akut kestävät paremmin äärimmäisiä lämpötiloja ja pystyvät tyypillisesti toimimaan -40 °C:n ja 120 °C:n välillä, mutta niiden sähköinen suorituskyky laskee dramaattisesti sekä lämpötila-alueensa alimmilla että korkeimmilla alueilla.

Parempi suorituskyky korkeissa ja matalissa lämpötiloissa

Onneksi LiFePO4-akut kestävät monenlaisia ​​lämpötiloja ilman, että suorituskyky heikkenee kummassakaan lämpötila-alueen päässä.

LiFePO4-akut toimivat tyypillisesti täydellä kapasiteetilla lämpötiloissa -20 °C - 70 °C, mikä tekee LiFePO4-akuista erinomaisen vaihtoehdon lähes kaikkeen vapaa-ajan veneilyyn ja kaupallisiin veneisiin.

Ei huoltoa

Toisin kuin lyijyakku, litiumrautafosfaattiakku ei vaadi huoltoa käyttöiän pidentämiseksi. LiFePO4-akut eivät myöskään kärsi muistiefektistä, joka johtuu vajaasta purkautumisesta ennen uudelleenlatausta.

Paras LiFePO4-akku

Mikä LiFePO4-akku minun pitäisi valita? Vapaa-ajan veneisiin ja pieniin kaupallisiin laivoihin ePropulsionissa on kaikki mitä tarvitset propulsiojärjestelmiin tehovälillä 2kW - 200kW.

Kun yhdistät ePropulsion-moottorisi ePropulsion E-sarjan LiFePO4-akkuihin, moottorin ja akun tiedot synkronoidaan. Tämä tarjoaa optimaalisen virranpurkautumisen ja tarkat, intuitiiviset akun varaustason näytöt.

Yhteenveto

* Tässä ovat litiumrautafosfaattiakkujen edut pähkinänkuoressa:

• Samanlaiset alkukustannukset
• Jopa viisi kertaa lisää käyttöikää
• Koko elinkaaren kustannuksia voidaan vähentää > 60 %
• Noin kolmannes vastaavien lyijyakkujen painosta
• Noin puolet vertailukelpoisten litiumioniakkujen painosta
• Ylivoimainen teho ja lämpö/kemiallinen stabiilisuus
• Vähemmän ympäristövaikutuksia elinkaaren aikana

* Verrattuna Litium-ioni-akkuihin, litiummangaanioksidiakkuihin, litiumkobolttioksidiin ja muihin litiumkemiallisiin akkuihin, kuten litiumionipolymeeriakkuihin (LiPo), sekä perinteisiin lyijyakkuihin.