Lítium-iónové akumulátory vyriešili hlavné nedostatky olovených batérií a dnes ich nájdete na väčšine miest, kde je potrebný spoľahlivý a dlhotrvajúci zdroj energie – napríklad u fotovoltaiky, karavanov či skútrov. Výrobcovia lítiových batérií v súčasnosti spoliehajú predovšetkým na LiFePO4 technológiu. Čím sa LiFePO4 akumulátory vyznačujú a aké sú ich hlavné výhody a nevýhody?
Čo sú LiFePO4 akumulátory
LiFePO4 akumulátory sú špecifickým typom lítium-iónových batérií. Oproti oloveným batériám a ďalším lítiovým alternatívam vynikajú predovšetkým dlhšou životnosťou a nižšou hmotnosťou. Ako katódový materiál sa využíva lítium-železo-fosfát (LiFePO4). Anóda je spravidla vyrobená z uhlíka.
Podobne ako u iných lítium-iónových batérií spolieha LiFePO4 technológia na pohyb iónov lítia medzi katódou a anódou. Počas nabíjania sa ióny lítia uvoľňujú z katódy a cez elektrolyt putujú k anóde. Pre proces vybíjania je naopak typické uvoľňovanie iónov lítia z anódy a ich pohyb späť do katódy.
LiFePO4 technológie: Dlhšia životnosť aj vyššia bezpečnosť
K hlavným výhodám LiFePO4 technológie patrí dlhá životnosť. Akumulátory bežne zvládnu cez 5 000 nabíjacích cyklov a prekonávajú v tomto ohľade olovené batérie aj lítium-iónové akumulátory s inými chemickými zlúčeninami. Batérie teda môžu fungovať mnoho rokov, čo znižuje náklady na prevádzku vybraného zariadenia.
Stabilita chemickej štruktúry prináša ďalšiu kľúčovú výhodu – bezpečnosť. V porovnaní s ostatnými batériami sa LiFePO4 akumulátory menej prehrievajú a nehrozí u nich samovznietenie. Vysokú odolnosť vykazujú aj voči preťaženiu či fyzickému poškodeniu. Vďaka odolnosti proti tepelným skratom je možné batérie používať aj v prostredí s vyššou teplotou.
Oproti klasickým batériám typu AGM a GEL sú LiFePO4 akumulátory pri zachovaní rovnakej kapacity menšie a ľahšie. Hmotnosť môže byť až o 70 % nižšia ako pri porovnateľných olovených modeloch. Tieto parametre sú dôležité najmä u mobilných systémov, napríklad elektrobicyklov, skútrov, karavanov a ďalších rekreačných vozidiel.
Medzi ďalšie cenené vlastnosti patrí konzistentný výkon. Stabilný výstup energie po celú dobu vybíjania garantuje spoľahlivú prevádzku zariadenia aj pri nižšej úrovni nabitia. K efektivite prevádzky výrazne prispieva nízke samovybíjanie. Strata uloženej energie je spravidla nižšia ako 3 % za mesiac (pri 25 °C). Olovené batérie strácajú za rovnakú dobu pokojne 5–10 % svojej kapacity.
Nevýhody: Vyššia obstarávacia cena aj horší výkon pri nízkych teplotách
LiFePO4 technológia má pochopiteľne aj svoje nevýhody. Za tú najväčšiu možno považovať vyššiu obstarávaciu cenu. Výroba akumulátorov je drahšia ako u ostatných typov batérií. Vyššia počiatočná investícia môže niektorých spotrebiteľov alebo výrobcov odrádzať. Z dlhodobého hľadiska je však tento typ batérií vďaka svojej dlhej životnosti a nenáročnej údržbe ekonomickejším variantom.
Ďalej je treba počítať s horším výkonom pri nízkych teplotách. Kapacita sa výrazne znižuje zhruba od -10 °C. Zabúdať nesmiete ani na odlišné nabíjacie požiadavky. Nejedná sa vyložene o nevýhodu. Je ale potrebné mať na pamäti, že batérie vyžadujú špeciálne nabíjačky, ktoré zohľadňujú chemické vlastnosti akumulátora.
Využitie LiFePO4 akumulátorov
Uvedené výhody predurčujú LiFePO4 akumulátory na využitie v miestach, kde je kladený dôraz na bezpečnosť, spoľahlivosť a stabilný výkon batérie. Vysoká šetrnosť k životnému prostrediu a dlhá životnosť robí z batérií vhodnú voľbu aj pri ekologicky zameraných projektoch.
Podobne ako ostatné typy akumulátorov funguje aj variant lítium-železo-fosfát najlepšie v teplotne stabilnom prostredí. Najlepšieho výkonu akumulátory štandardne dosahujú pri teplotách medzi 20–25 °C. V praxi sa LiFePO4 akumulátory využívajú v rôznorodých zariadeniach a odvetviach. Na technológiu spoliehajú napríklad výrobcovia:
- solárnych systémov,
- veterných elektrární,
- elektromobilov a ďalších elektrických vozidiel (skútrov, bicyklov, golfových vozíkov),
- karavanov,
- loďou,
- pracovného náradia,
- lekárskeho vybavenia.
Ako vyzerá kvalitný LiFePO4 akumulátor
Ako príklad spoľahlivého LiFePO4 akumulátora poslúžia modely značky Geti. Ide o moderné, ľahké a výkonné akumulátory, ktoré dokážu perfektne nahradiť olovené batérie. Pri nižšej hmotnosti poskytnú násobne dlhšiu životnosť – až 6 000 cyklov pri hĺbke vybitia batérie na 80 % DOD (Depth of Discharge = hĺbka vybitia). Akumulátory Geti disponujú zabudovaným BMS (Battery Management System). Ten zaisťuje rýchle nabíjanie a ochranu pred prebitím, nadmerným vybitím alebo skratom.
Vybrané modely Geti umožňujú komunikáciu prostredníctvom technológie Bluetooth. V príslušnej aplikácii tak môžete sledovať aktuálny stav nabitia batérie, napätie, prúd, vnútornú teplotu a ďalšie parametre. Z užívateľského hľadiska poteší polohovateľnosť batérie aj možnosť sériového a paralelného zapojenia. Samozrejmosťou je absencia pamäťového efektu, ktorý sa vyskytuje najmä u nikel-kadmiových batérií.
Batéria Geti ponúka široké možnosti využitia. Výborne sa hodí do solárnych systémov, karavanov, lodí, skútrov a mnohých ďalších zariadení, kde je vyžadované časté a hlboké vybíjanie. Akumulátory sa vyrábajú v niekoľkých napäťových variantoch s kapacitou napríklad 12, 20, 100 alebo 200 Ah. Ako vyzerajú podrobnejšie technické parametre? Pozrite sa bližšie na jeden z modelov s kapacitou 100 Ah.
Tipy na kvalitné LiFePO4 akumulátory z ponuky TIPA.eu:
V e-shope TIPA.eu nájdete širokú ponuku LiFePO4 batérií značky GETI, ktoré vynikajú výborným pomerom cena/výkon, dlhou životnosťou a technickou vyspelosťou. Vybrali sme pre vás niekoľko overených modelov podľa spôsobu využitia a kapacity:
Na rozdiel od olovených batérií, ktoré vyžadujú pravidelnú údržbu, sú LiFePO4 akumulátory veľmi nenáročné. Napriek tomu je nutné ich rovnako ako ďalšie batériové systémy kontrolovať, prípadne zabezpečiť monitoringom. Riziko mechanického poškodenia, prehriatia akumulátora alebo závady na inštalácii či nabíjačke nikdy nie je možné úplne eliminovať. Vďaka moderným technológiám je dnes kontrola o poznaní jednoduchšia ako v minulosti. V príslušnej aplikácii výrobcu môžete monitorovať stav batérie v reálnom čase.
Odporúčaná teplota na skladovanie sa obvykle pohybuje zhruba od -5 °C do 35 °C. Vybíjať batériu štandardne môžete aj pri teplotách okolo -10 °C až -20 °C. Počítajte však s tým, že kapacita akumulátora je v týchto podmienkach znížená. Výrobca pre daný model vždy stanovuje konkrétne teplotné rozmedzie na vybíjanie. Vždy sa jedná o teplotu samotnej batérie, nie o vonkajšie teploty. To isté platí pri teplotách stanovených na nabíjanie. Tu sa musíte mať viac na pozore, LiFePO4 akumulátory sa počas nabíjania pri teplote pod nulou môžu nenávratne poškodiť. Dobre fungujúce BMS vám ale nabíjanie pod 0 ° C vôbec nedovolí. Avšak aj pre prevádzku v nízkych teplotách dnes nájdete vyhovujúce riešenie. Nabíjanie pri teplotách pod pod 0 °C je možné s dodatočným vykurovaním. Prípadne môžete zvoliť modely, v ktorých je vnútorné vykurovanie priamo integrované.
Na nabíjanie je potrebné využiť nabíjačky určené pre LiFePO4 batérie, ktoré zohľadňujú špecifický nabíjací režim (1. fáza konštantný prúd, 2. fáza konštantné napätie). Univerzálne nabíjačky určené pre iné typy lítium-iónových batérií použiť nemožno. Akumulátory sú schopné prijímať vyšší nabíjací prúd ako iné typy batérií. Nabíjanie je preto relatívne rýchle, čo oceníte najmä pri fotovoltaike, vozidlách alebo pracovnom náradí.
Záverom
LiFePO4 akumulátory predstavujú špičku medzi súčasnými technológiami ukladania energie. Či už hľadáte batériu pre domáci solárny systém, karavan alebo záložný zdroj, vďaka svojej spoľahlivosti, bezpečnosti a dlhej životnosti sú výbornou voľbou. Značka Geti ponúka širokú paletu variantov, ktoré pokrývajú potreby bežných domácností aj profesionálnych aplikácií.
Ceny energií neustále rastú a inteligentné kúrenie sa tak stáva témou mnohých domácností. Vďaka moderným termostatom a termostatickým hlaviciam GETI...
.jpg)
.webp)
