LiFePO4 とリチウムイオン電池の比較: 適切な化学物質の選択

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導入

適切なバッテリーの化学的性質を選択することは、OEM 電源プロジェクトにおいて最初に決定することの 1 つです。. 化学反応により公称電圧が決まります, エネルギー密度, 耐用年数, システムの安全動作と長期的なコスト. 現在、2 つのファミリーが産業用円筒形リチウム電力を支配しています: リン酸鉄リチウム (LiFePO4, LFPとも呼ばれます) ニッケル・マンガン・コバルト (NMC) リチウムイオン. このガイドでは、2 つを並べて比較し、化学的性質をアプリケーションに適合させる方法を説明します。.

エネルギー貯蔵用パックを指定するメーカー向け, バックアップ電源, 商用車, 携帯工具や家庭用電化製品, その選択は学術的ではない. パックに必要なセルの数が決まります, 集団はどのようにして10年間のサイクリングを生き延びたのか, 虐待下でどのように動作するか, 初日の製品の重さはどのくらいですか. Keeppower は東莞で両方の化学薬品を設計および構築しています, 中国工場, OEMをサポートします, プライベートブランドおよびカスタムバッテリーパックプログラム. メーカー自体の背景について, を見てください ページについて.

2 つの化学の仕組み

LiFePO4: ある 3.2 オリビン構造をベースにしたVプラットフォーム

LiFePO4 はリン酸鉄オリビン正極を使用. 公称セル電圧は約 3.2 V, 4S パックは 12.8 鉛蓄電池と直接競合する V クラスのプラットフォーム. カンラン石格子内の強力なリン酸結合により、化学固有の熱安定性が得られます。: 酸素は非常に高い温度でのみ放出されます, これが、LiFePO4 が過充電に耐えられる理由です, 短絡や機械的乱用に対しては、酸化物陰極よりもはるかに優れています。. メモリー効果はありません, そして深い, 繰り返されるサイクリングは化学です'自然な動作モード.

NMCリチウムイオン: ある 3.6 に 3.7 層状酸化物上に構築された V プラットフォーム

NMCカソードはニッケルを組み合わせています, 層状酸化物構造のマンガンとコバルト. 公称電圧は 3.6 V または 3.7 セルあたりの V, と 4.2 V 満充電点. NMC は各セルにより多くのエネルギーを詰め込みます, そのため、スリムな電動工具に最適な化学的性質を持っています。, ドローン, パワーバンクとウェアラブルデバイス. トレードオフとして、サイクル寿命が短くなり、本質的な熱安定性が低下します。, これが、NMC パックが保護回路と慎重な熱設計に依存する理由です。. この比較をさらに詳しく見るには, キープパワー'自分のもの LiFePO4 とリチウムイオンのブログ エンジニアリングの観点から同じトレードオフを検討します.

LiFePO4 と NMC の概要

以下の表は、典型的な工業グレードの値をまとめたものです。. 正確な数はセルのモデルとパック構成によって異なります。; ここで引用されている評価は Keeppower の製品ページに従ってください.

注記: 値は、Keeppower 製品ページごとの典型的な工業グレードの数値です。; デザインイン前にセルモデルの特定のデータシートを確認してください.

LiFePO4 が有力な選択肢となる理由

サイクル寿命が長く、メモリー効果がない

LiFePO4 は深部向けに設計されています, 繰り返しのサイクリング. キープパワー'■ A123 ベースのパックは、以下の評価を受けています。 1000 充放電サイクル, そして化学には記憶効果はありません, そのため、ユーザーは徐々に容量が失われることなく、どのような充電状態でもバッテリーを補充できます。. これにより、LiFePO4 がデフォルトの化学物質となり、'の価値は軽さよりも長寿命にあります: ソーラー貯蔵キャビネット, 通信バックアップ, バッファステーションと商用車のバッテリー. の LiFePO4 バッテリー パック OEM 選択ガイド これらのシステムのサイジングをさらに深く掘り下げます.

幅広い温度動作

同じ A123 ベースのパックは、 -30 Cから +55 C から保存できます。 -40 Cから +60 C, Keeppower 製品ページごと. 屋外設置用, 通信バックアップ サイト, 寒冷地向け車両および産業機器, この温度エンベロープにより、NMC パックが安全を保つために必要となる複雑な温度管理が不要になります。.

熱安定性と安全性

オリビン格子が酸素をしっかりと保持しているため、, LiFePO4 セルは過充電時の熱暴走の傾向がはるかに低い, ショートまたはパンク. これが、人が存在し、火災が許容されない空間で LiFePO4 が好まれる理由です。: 商用車のバッテリーコンパートメント, 定置型電力キャビネットと公共インフラ. 保護回路も搭載されています, しかし、化学自体ははるかに大きな安全マージンを提供します.

実際のパックの例: 4S6P A123, 13.2 V, 15 ああ

キープパワー's 4S6P A123 LiFePO4 パック 組み立てる 24 LithiumWerks/A123 ANR26650M1B セル (26650 フォームファクター) 完全な PCB 保護回路を備えた 13.2 V, 15 ああ (最小 14.4 ああ) ユニットの重さは約 1.85 kg. Keeppower 製品ページごと, 以上の評価を受けています 1000 サイクルとスパン -30 に +55 C操作. Keeppower はその用途をポータブル高出力機器として挙げています, 固定バックアップ電源, 系統安定化ストレージおよび商用/バスハイブリッドシステム.

NMC リチウムイオンが依然として勝てる場所

より高いエネルギー密度とより軽量なパック

スペースと重量が制限要因となる場合, NMCが提供する. 大容量 18650 のような パナソニック NCR18650GA 店舗 3500 コンパクトなセルで mAh をサポートし、最大 10 最大連続吐出量, Keeppower 製品ページごと. 容量と電流の組み合わせがスリムな懐中電灯を作るのです, パワーバンクセル, ドローンパックや医療機器の搭載も可能. Keeppower は大容量セルを全社に在庫しています 18650, 21700 そして 26650 のフォームファクター 大容量セルカテゴリ.

保護回路の妥協

NMCには保護が必要です. PCM は約で過充電をカットします。 4.2 セルあたりの V, 近くの過放電 2.5 V, 過電流と短絡. キープパワー'保護セルには日本製の安全ICが統合されており、 500 サイクル. 結果は予測可能です, 毎日のポータブル機器に安全な電力を供給, ただし、LiFePO4 の数千サイクル耐久性には及ばない. 製品が充電器で稼働しているか、毎日充電されている場合, 化学的決定は通常 LFP に有利です.

選び方: アプリケーションベースのガイダンス

エネルギー貯蔵, バックアップ電源と商用車

1 日あたりのサイクルが多い場合は LiFePO4 を選択してください, ダウンタイムはコストがかかる, 耐用年数よりも重量は二の次です: 太陽エネルギー貯蔵, UPSと通信のバックアップ, バスおよびハイブリッド商用車パック, およびグリッドバッファリング. キープパワーを閲覧する's LiFePO4-IFRセル そして完全な LiFePO4バッテリーパックライン プラットフォームオプションについては.

ポータブル, 重量に敏感な高消費電力デバイス

1グラムが重要な場合はNMCを選択してください: 手持ち電動工具, 高ルーメンの懐中電灯, FPVドローン, 電子フォイルボードとポータブル医療機器. キープパワー'カスタムパックラインには以下が含まれます 18650 そして 21700 選択したコネクタとプライベート ラベルで構築された NMC パック. 5 段階のカスタム プロセスは、要件から始まり、提案まで続きます。, サンプルの承認と量産. Keeppower がどのように機能するかをご覧ください。 カスタムリチウムバッテリーパックメーカー または、で会話を始めてください お問い合わせページ.

キープパワー's LiFePO4 製品ライン

キープパワーテクノロジー株式会社, LIMITEDは以来、産業用リチウム電池を供給してきました。 2008 東莞工場から. どちらも生で供給します LiFePO4-IFRセル 複数の円筒形のフォームファクターにわたって完全な カスタム LiFePO4 パック. カスタマイズで容量をカバー, 最大放電電流, 寸法, ワイヤー, コネクタ, パッケージとプライベートラベル. Keeppower ページごとの製品ドキュメントには UN38.3 が含まれています, CE, ROHS, IEC62133, UL2054と規制 (欧州連合) 2023/1542 関連モデルのコンプライアンス.

よくある質問

LiFePO4 と NMC リチウムイオンの主な違いは何ですか?

LiFePO4 はリン酸塩正極を使用します。 3.2 セルあたりの V とサイクル寿命を優先, 熱安定性と安全性. NMC は層状酸化物陰極を使用します。 3.6 に 3.7 セルあたりの V とエネルギー密度を優先. Keeppower 製品ページごと, A123 ベースの LiFePO4 パックは、 1000 サイクル, 一方、一般的な保護された NMC セルは、以上のものをターゲットとします。 500 サイクル.

LiFePO4 は NMC より安全ですか?

一般的に, はい. LiFePO4 のオリビン構造は酸素をしっかりと保持し、乱用時の熱暴走に耐えます。. NMC 酸化物カソードは安定性が低く、保護回路と熱設計に依存します. Keeppower 製品ページごと, LiFePO4 パックには引き続き PCB 保護が含まれています, しかし、化学自体はより大きな安全マージンを提供します.

交換できますか 12 LiFePO4を使用したV型鉛蓄電池?

頻繁, はい. 4S LiFePO4 パックは、 12.8 に 13.2 Vプラットフォーム. キープパワー'4S6P A123パック (13.2 V, 15 ああ) まさにこの種のバックアップ電源の交換用に構築されています, 商用車および定置式保管庫の役割.

それでもポータブル デバイスに NMC を選択する理由?

エネルギー密度のせいで. Panasonic NCR18650GA などの NMC セル (3500 mAh, まで 10 最大連続吐出量, Keeppower 製品ページごと) より多くのパワーをより小さなものに収める, 軽量パッケージ, 懐中電灯で重要なのは, 電動工具, ドローンと医療機器.

LiFePO4にはメモリー効果がありますか?

いいえ. Keeppower 製品ページごと, LiFePO4 セルにはメモリー効果がなく、容量を失うことなく部分的な補充を繰り返しても耐えられます。, 日常使いやソーラー蓄電サイクリングに便利です.

カスタム LiFePO4 パックを指定するにはどうすればよいですか?

必要な電圧を送信します, 容量, 充放電電流, 寸法, コネクタと外観の詳細 お問い合わせページ. キープパワー'標準の 5 ステップのカスタム プロセスは要件の取り込みから実行されます, プロポーズへ, 価格と数量の確認, サンプルの承認, そしてついに量産化.