Литий-железо-фосфатный аккумулятор

• Удельная плотность энергии: 90х—160 Вт•ч/кг (320—580 кДж/кг)
• Объёмная плотность энергии: 220—350 Вт•ч/дм³ (790 кДж/дм³)
• Объёмная плотность конструкции: 2 кг/дм³
• Число циклов заряд-разряд до потери 20 % ёмкости: 2000—7000^[3] (ресурс сильно зависит от тока заряда и разряда, так при токе 0,25C ресурс при 100 % глубине разряда превышает 6000 циклов, при токе 1С падает до 3000. Также ресурс зависит от глубины разряда: если при токе 1C и 100 % глубине разряда ресурс составляет 3000 циклов, то при 80 % — 4500, а при 60 % уже 10000 циклов^[4]).
• Срок хранения: до 15 лет^[3]
• Саморазряд при комнатной температуре: 3—5 % в месяц
• Напряжение
  • максимальное: 3,65 В (полностью заряжен)
  • номинальное: 3,20 ~ 3,25 В
  • минимальное при T>0°C: 2,5 В (полностью разряжен)
  • минимальное при T≤0°C: 2,0 В (полностью разряжен)
• Удельная мощность: >6,6 Вт/г (при разряде током 60С)
• Диапазон рабочих температур при разряде: от −20 °C до +55 °C; при заряде: от 0 °C до 40 °C.

Впервые LiFePO₄ был открыт в 1996 году профессором Джоном Гуденафом из Техасского университета, как катод для литий-ионного аккумулятора.Примечателен данный материал был тем, что в сравнении с традиционным LiCoO₂, обладает значительно меньшей стоимостью, является менее токсичным и более термоустойчив.Главным недостатком являлось то, что он обладал меньшей ёмкостью.

До 2003 года эта технология практически не развивалась, пока за неё не взялась компания A123 Systems.История A123 Systems начиналась в лаборатории профессора Цзяна Йе-Мина из Массачусетского технологического института (MIT) в конце 2000 года.На тот момент Цзян работал над созданием аккумулятора, основанного на самовоспроизведении структуры коллоидного раствора при определённых условиях.Однако на этом фронте работ возникли серьёзные трудности, и когда в 2003 году исследования зашли в тупик, команда Цзян занялась исследованием литий-железо-фосфатных аккумуляторов.Инвесторами в созданную компанию стали такие мировые корпорации, как Motorola, Qualcomm и Sequoia Capital.

Основной недостаток — невозможность заряда при отрицательных температурах, основное достоинство — меньшая пожароопасность.

LiFePO₄ аккумуляторы происходят от литий-ионных, однако имеют ряд существенных отличий:

• LiFePO₄ обеспечивает более длительный срок службы, чем другие литий-ионные подходы;
• В отличие от других литий-ионных, LiFePO₄ аккумуляторы, как и никелевые, имеют очень стабильное напряжение разряда. Напряжение на выходе остаётся близко к 3,2 В во время разряда, пока заряд аккумулятора не будет исчерпан полностью. И это может значительно упростить или даже устранить необходимость регулирования напряжения в цепях, но усложнить контроль оставшегося заряда аккумулятора.
• В связи с постоянным напряжением 3.2 В на выходе, четыре аккумулятора могут быть соединены последовательно для получения номинального напряжения на выходе в 12.8 В, что приближается к номинальному напряжению свинцово-кислотных аккумуляторов с шестью ячейками. Это, наряду с хорошими характеристиками безопасности LFP-аккумуляторов, делает их хорошей потенциальной заменой для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей во многих отраслях, таких как автомобилестроение и солнечная энергетика. По этой же причине, возможно использование 3,2 В LiFePO₄ аккумуляторов стандартного типоразмера 14500/10440 взамен пары гальванических элементов или аккумуляторов типоразмеров АА/ААА 1,5 В, для чего используется 1 LiFePO₄ аккумулятор, а вместо второго элемента применяется аналогичных размеров вставка-проводник.
• Использование фосфатов позволяет избежать затрат кобальта и экологических проблем, в частности, при попадании кобальта в окружающую среду при неправильной утилизации.
• LiFePO₄ имеет более высокий пиковый ток (а, учитывая стабильность напряжения — пиковую мощность), чем у LiCoO₂.
• Удельная плотность энергии (энергия / объём) нового аккумулятора LFP примерно на 14 % ниже, чем у новых литий-ионных аккумуляторов.
• LiFePO₄ аккумуляторы имеют более низкую скорость разряда, чем свинцово-кислотные или литий-ионные. Так как скорость разряда определяется в процентах от ёмкости аккумулятора, то более высокая скорость разряда может быть достигнута в более ёмких аккумуляторах (больше ампер-часов). Однако могут быть использованы LiFePO₄ элементы с высоким током разряда (имеющие более высокую скорость разряда, чем свинцово-кислотные батареи, или LiCoO₂ той же мощности).
• Из-за более медленного снижения плотности энергии, спустя некоторое время эксплуатации, LiFePO₄ элементы уже имеют большую плотность энергии, чем LiCoO₂ и литий-ионные.
• LiFePO₄ элементы медленнее теряют ёмкость, чем литий-ионные (LiCoO₂ [литий-кобальт оксидные], LiMn₂O₄ [литий-марганцевая шпинель])
• Одним из важных преимуществ по сравнению с другими видами литий-ионных аккумуляторов, является термическая и химическая стабильность, что существенно повышает безопасность батареи.
• Подвержены эффекту Пойкерта (неспособность отдать полную ёмкость при больших токах разряда), как и другие химические источники тока. Однако влияние эффекта Пойкерта на LiFePO4 аккумуляторы является минимальным, за счёт чего, ёмкость при разряде в определённый промежуток времени (при маркировке обозначаемая: C1, C5, C10, C20 и т. д.) меняется незначительно.
• Морозоустойчивость. Например, для аккумулятора ANR26650M1-B^[5] производителя A123 Systems заявлен температурный диапазон −30 °C … 55 °C для работы и −40 °C … 60 °C для хранения.
• Значительно понижается зарядный ток при отрицательной температуре элемента LiFePO₄.

Этот тип аккумулятора активно применяется как буферный накопитель энергии в системах автономного электроснабжения с использованием ветрогенераторов и солнечных батарей, а также в складской технике (транспортировщики палет, ричтраки, подборщики заказов, комплектовщики, штабелёры, вилочные электропогрузчики, буксировочные тягачи), поломоечных машинах, водном транспорте, гольфкарах, электровелосипедах, электроскутерах, электромобилях и электробусах.

• Литий-титанатный аккумулятор — (возможна зарядка при отрицательных температурах, самый долговечный тип аккумуляторов, но энергоёмкость ниже, как и ЭДС).

Внешние изображения
	Выпускаемые промышленно вставки-проводники типоразмера АА (на снимке салатно-зелёные) для использования в паре с LiFePO4 аккумулятором типоразмера 14500 взамен двух элементов типоразмера АА. Нередко, при продаже, в комплект к аккумуляторам входят подобные вставки

• Можно ли заряжать LiFePO4 АКБ свинцовой зарядкой?