Akumulator LiFePO4 - wady i zalety

Akumulatory LiFePO4 (akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe) cieszą się coraz większą popularnością, a ich ceny spadają. Należy mieć przy tym świadomość, że jak każde rozwiązanie, tak i baterie LiFePO4 mają swoje plusy i minusy. Co ciekawe, nie jest tak łatwo samodzielnie zorientować się, zarówno jakie są wady LiFePO4, jak i o jakich zaletach można mówić w ich kontekście. Na stronach oferujących tego typu akumulatory nie znajdziemy zbyt dużo informacji, a w gąszczu ewentualnych parametrów trudno wyciągnąć pewne wnioski. Nie da się jednak uciec przed pytaniem: czy LiFePO4 akumulator jest naprawdę dobrym wyborem, czy to produkt dla mnie?

Ten wpis będzie dość krótki i poparty własnymi obserwacjami podczas testowania tego typu akumulatorów. Prawdopodobnie wszystkie określające akumulator LiFePO4 wady i zalety nie zostaną w nim ujęte, może też się pomylę i ktoś będzie miał inne zdanie. Wydaje mi się, że jednak cała wiedza dotycząca rozwiązania, jakim jest bateria litowo-żelazowo-fosforanowa, będzie zawarta i przekazana w dość prosty i przejrzysty sposób.

Dlatego, zanim kupisz aku LiFePO4, przeczytaj te ważne informacje!

Akumulatory LiFePO4 – co to jest?

Co oznacza LiFePO4 i czym cechują się akumulatory tego typu? Samo wyrażenie LiFePO4 oznacza fosforan litowo-żelazowy. Jest to materiał wykorzystywany w katodach jednego z typów baterii litowo-jonowych (Li-Ion). Mowa oczywiście o akumulatorach LiFePO4.

Akumulatory LiFePO4 to baterie litowo-żelazowo-fosforanowe, które wyróżniają się wysoką wydajnością energetyczną oraz minimalnym samorozładowaniem. Jak są one (akumulator 12V) skonstruowane? Tworzą je 4 ogniwa litowo-żelazowo-fosforanowe połączone szeregowo. Każde z nich pracuje na napięciu 3,2 V, co daje ogólnie 12,8 V. Kluczowym komponentem baterii litowo-żelazowo-fosforanowych jest zaawansowany system zarządzania o nazwie BMS (Battery Management System), który nadzoruje procesy ładowania, rozładowywania oraz kontroluje temperaturę akumulatora. Znacznie przedłuża on charakteryzującą LiFePo4 żywotność i zapewnia bezpieczeństwo akumulatora.

Jakie zalety ma bateria litowo-żelazowo-fosforanowa (LiFePO4)?

Na które rozwiązanie postawić: AGM czy LiFePO4? Odpowiedź na to pytanie, podobnie jak w przypadku wielu innych dylematów, brzmi: to zależy. Aby jednak łatwiej było nam zdecydować, jaka opcja jest w danym wypadku lepsza, warto bliżej zapoznać się z zaletami determinującymi panujące o akumulatorach LiFePO4 opinie. Opinie w znacznej mierze pozytywne.

Waga LiFePO4

Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy 100Ah waży ok. 10-12kg. Jeśli zestawimy pod tym względem z AGM LiFePO4, to otrzymamy ciekawe wnioski. W wagowym „pojedynku” AGM vs LiFePO4 okazuje się, że LiFePo4 jest:

• ponad połowę lżejszy niż najtańszy akumulator AGM,
• nawet ponad 3-krotnie lżejszy niż bardzo dobry akumulator AGM.

Łatwiej się więc go transportuje niż tradycyjny akumulator, a w przypadku kampera każdy kilogram może być na wagę złota. Trudno się w takim wypadku dziwić, że wiele osób coraz chętniej sięga po akumulator LiFePo4 do samochodu kempingowego.

Ładowanie większym prądem

Akumulatory LiFePO4 mogą być ładowane znacznie większym prądem niż odpowiedniki ołowiowo-kwasowe AGM/GEL. W zależności od tego, jaki akumulator LiFePO4 bierzemy pod uwagę, może to być prąd nawet 2-3-krotnie większy. Dla przykładu AGM 100Ah powinien być ładowany prądem 10A, ale może być też ładowany np. 20A czy max. 30A. Bateria LiFePO4 może być ładowana prądem 50A, a nawet 75A – to zależy od specyfikacji konkretnego modelu akumulatora. Mam tu na myśli akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy o pojemności ok. 100Ah.

Wyższe napięcie nominalne

Napięcie nominalne akumulatora litowego LiFePO4 to 12.8V. Podczas rozładowania stabilnie trzyma napięcie powyżej 12V (dokładniej to bardzo długo napięcie utrzymuje się w granicach 13-13.3V). Ma to znaczenie w przypadku używania przetwornicy, ponieważ jej pełna moc uzyskiwana jest głównie przy napięciu powyżej 12V. LiFePO4 akumulatory utrzymują napięcie 12V nawet przez 95% czasu rozładowania, później dość szybko spada i to oznaka, że „zabawę” trzeba kończyć, bo zaraz energii nie będzie.

Do jakiego napięcia można rozładować akumulator LiFePO4? Tutaj zastosowałbym układ, który wyłączałby odbiorniki przy napięciu 12V. Głębsze rozładowanie nie ma sensu (krótki czas pracy), a i trwałość będzie większa. Dobrym układem będzie zabezpieczenie akumulatora przed głębokim rozładowaniem ZA50.

Lepsze przystosowanie do pracy w ujemnych temperaturach niż AGM lub GEL

Zastanawiasz się, czy akumulator 12V LiFePO4 będzie w stanie pracować w temperaturze poniżej 0℃ (rozładowanie)? Odpowiedź brzmi: dla LiFePO4 temperatura pracy poniżej 0℃ nie stanowi problemu! Pojemność tak szybko nie spada, jak w akumulatorze AGM czy GEL. Podczas jednego testu różnica LiFePO4 vs AGM czy LiFePO4 vs GEL wyniosła poniżej 10% pojemności akumulatora.

Większa liczba cykli rozładowania niż akumulator żelowy lub AGM

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe cechują się większą liczbą cykli rozładowania niż AGM/GEL. Przy dobrych LiFePO4 bateriach może to być nawet 2-3 razy większa liczba cykli.

Bezpieczeństwo i żywotność

Innymi czynnikami wpływającymi na to, jak pozytywne okazują się opisujące akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy opinie, są: imponująca żywotność oraz bezpieczeństwo tej technologii. Aby to zobrazować, odpowiem krótko na trzy często zadawane pytania.

• Czy akumulatory LiFePO4 są bezpieczne w użytkowaniu? Tak, ponieważ charakteryzują się stabilnością chemiczną oraz termiczną i są stosunkowo mało podatne na przegrzewanie.
• Czy baterie LiFePO4 się palą i stanowią zagrożenie dla użytkowników? Nie, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe nie wykazują tendencji do zapłonu, ani nie wiążą się z istotnym ryzykiem wybuchu, jakie występuje w ogniwach Li-Ion.
• Ile lat wytrzyma akumulator LiFePO4? Bateria LiFePO4 wykorzystywana jako akumulator w aucie serwisowym czy jako akumulator zamontowany w łodzi bądź kamperze może służyć nawet 15-20 lat. Warto dodać, że tego typu baterie mogą być z powodzeniem używane także jako m.in. akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe do fotowoltaiki.

Jakie wady mają akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4)?

Prąd ładowania

Choć akumulator litowo-fosforowo-żelazowy może przyjąć duży prąd, to jednak powinien być on limitowany. Brak limitu może doprowadzić do uszkodzenia akumulatora lub wyłączenia ładowania przez BMS. Jest to ważne w przypadku ładowania akumulatora LiFePO4 w samochodzie/kamperze z pomocą alternatora poprzez separator akumulatora. Ponieważ ryzyko jest wysokie, skorzystaj z układu regulującego np MR20 albo układu zaawansowanego ODB TBS.

Napięcie ładowania

Napięcie ładowania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych nie powinno osiągnąć więcej niż 14.6V. Wyższe napięcie w zależności od akumulatora może doprowadzić do uszkodzenia lub odłączenia za wcześnie ładowania – akumulator nie będzie naładowany do końca.

Warto zastosować dedykowaną ładowarkę do tego typu akumulatorów LiFePO4. W przypadku samochodów z układem start/stop i/lub inteligentnym ładowaniem, gdzie napięcie może wynieść nawet 15V, potrzebny będzie wspomniany wcześniej układ ładujący MR20 – a to są dodatkowe koszty.

Akumulator LiFePO4 rozładowany stoi na mrozie? No niestety, ale naładować go nie możemy. Temperatura akumulatora musi być powyżej 0, inaczej go uszkodzimy. Więc, jeżeli planujemy wykorzystywanie akumulatora LFP w temperaturach bliskich i poniżej 0°C, to należy wybrać specjalną wersję akumulatora LiFePO4 z matami grzewczymi lub chociażby taki, który ma zabezpieczenie przed ładowaniem w niskich temperaturach.

Do zapamiętania – przy akumulatorze LiFePO4 ładowanie tylko powyżej 0 stopni! Jeśli natomiast zastanawiasz się, jaka jest właściwa dla LiFePO4 charakterystyka ładowania, czy ładować LiFePO4 do pełna lub po prostu chcesz dowiedzieć się więcej na temat tego procesu, to zajrzyj do wpisu na naszym blogu, w którym wyjaśniamy, jak ładować akumulator LiFePO4.

Maksymalny prąd rozładowania

Tak, akumulatora LiFePO4 nie można rozładować dużym prądem! Możemy zapomnieć o przetwornicy dużej mocy, nawet jakbyśmy chcieli z niej skorzystać przez kilka dobrych chwil. Dla akumulatora LiFePO4 100Ah prąd rozładowania to max. 100A (może być większy (np. 150A) lub mniejszy – zależy od konkretnego akumulatora). 100A przeliczając na waty (przetwornica i jej obciążenie) to max. 1000W, a by zapewnić LiFePO4 bezpieczeństwo to tak z 800W mocy ciągłej. Trzeba pamiętać o sprawności przetwornicy! Pamiętaj, że możesz uszkodzić akumulator, obciążając go dużo większym prądem, niż podał to producent/importer. Pomocny będzie układ BMS – układ nadzorujący akumulator.

Decydując się na zakup akumulatora LiFePO4, musimy pamiętać o pewnych ograniczeniach w użytkowaniu. Brak przestrzegania zasad może doprowadzić do uszkodzenia akumulatora, który tani nie jest.

Czy w takim razie warto zdecydować się na akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy? Może jednak warto wybrać tańszy (ale nie najtańszy), ale naprawdę dobry akumulator do pracy cyklicznej AGM np. Europower EC100? Więcej miejsca temu zagadnieniu poświęciłem we wpisie: LiFePO4 – akumulator prawie idealny? Czy warto kupić?.

Zachęcam także do zapoznania się z ofertą sklepu TECHTRON, w której znajduje się wiele wartych uwagi produktów, w tym m.in.:

• akumulator LiFePO4 12V EUROPOWER,
• akumulator LiFePO4 100Ah 150A Bluetooth mata grzewcza,
• akumulator LiFePO4 12V 150Ah Volt Polska,
• ładowarka akumulatorów LiFePO4 AGM Żelowych 12V 20A,
• akumulator LiFePO4 12V 100Ah Volt.