Lithium-železitophosphate (LFP) baterie jsou považovány za obzvláště bezpečné a odolné – ale stejně jako u jakékoli technologie má své výhody i nevýhody. V tomto článku zdůrazníme klíčové výhody a nevýhody LFP baterií, porovnáme je s jinými typy baterií a pomůžeme vám rozhodnout se, zda je tato technologie baterií pro vaši aplikaci vhodná.

Co je to LFP baterie?

LFP baterie je zkratka pro LiFePO4 baterii (lithium-železitophosphate battery) a označuje typ lithium-iontové baterie, která jako katodový materiál používá lithium-železitophosfát. Díky své stabilní chemické struktuře jsou LFP baterie obzvláště známé pro svou bezpečnost a stabilitu. V závislosti na jejich konstrukci se rozlišují knoflíkové články, kapsové články, válcové články a prizmatické články. Prizmatické články se dnes používají převážně v aplikacích, jako jsou mobilní domy nebo domácí úložné systémy.

Hotová LiFePO4 baterie se skládá hlavně ze dvou komponent – ​​bateriového článku a ochranné desky BMS. Na příkladu Omezit, značka specializující se na LiFePO4 baterie, je rozpoznatelná: Všechny baterie jsou vybaveny vlastním, vysoce kvalitním systémem BMS, který chrání před Přetížení, Hluboké vybití, Přehřátí a zkrat nabídky.

Výhody lithium-železitophosfátových baterií

Lithium-železo-fosfátové baterie nabízejí oproti běžným olověným bateriím vynikající výhody, včetně delší životnosti, vyšší energetické hustoty a nižší hmotnosti. Pro lepší pochopení výhod lithium-železo-fosfátových baterií jsou podrobněji vysvětleny následující body:

1. Maximální zabezpečení
LiFePO4 baterie jsou považovány za jednu z nejbezpečnějších technologií lithiových baterií. Díky své stabilní chemické struktuře jsou články nehořlavé a odolné vůči tepelnému úniku. I v případě mechanického poškození nehrozí riziko výbuchu nebo požáru – což je rozhodující výhoda oproti jiným lithiovým technologiím.

2. Dlouhá životnost a cyklická stabilita
Baterie LFP vydrží v průměru 3 000 až 5 000 nabíjecích cyklů – v závislosti na používání i více. To znamená, že i po letech používání baterie nadále poskytuje spolehlivý výkon. Naproti tomu mnoho olověných nebo jiných lithiových baterií selhává již po několika stech cyklech.

3. Konzistentní výkon
LiFePO4 baterie udržuje stabilní napětí po celou dobu vybíjení. Toto konzistentní dodávání energie chrání připojená zařízení a zajišťuje efektivnější provoz, zejména v citlivých aplikacích, jako jsou mobilní domy nebo solární systémy.

4. Rychlé nabíjení a nízké samovybíjení
Baterie LFP se nabíjejí rychle, což šetří čas – ideální pro cestování nebo časté používání. Zároveň při nečinnosti ztrácejí jen velmi málo energie, takže jsou připraveny k použití i po týdnech skladování.

5. Bezúdržbový a bez paměťového efektu
LiFePO4 baterie nevyžaduje pravidelnou údržbu jako olověné baterie. Navíc nedochází k paměťovému efektu – kapacita si zachovává i při částečném nabití. To zvyšuje pohodlí a flexibilitu v každodenním životě.

6.Šetrné k životnímu prostředí a recyklovatelné
Na rozdíl od mnoha jiných lithiových baterií neobsahují baterie LiFePO4 těžké kovy, jako je kobalt nebo nikl. Díky tomu jsou šetrnější k životnímu prostředí a snáze se recyklují. Ti, kteří se zajímají o udržitelnost, se rozhodli správně – baterie LFP.

7. Nízká hmotnost s vysokou hustotou energie
Navzdory své robustní konstrukci jsou LiFePO4 baterie překvapivě lehké – což je velká výhoda při použití v mobilních domech, lodích nebo přenosných zařízeních, kde je hmotnost důležitým faktorem.

Nevýhody skladování fosforečnanu lithného a železitého

Samozřejmě, lithium-železitophosfátová baterie má také určitá omezení, její nevýhody můžete zároveň zhodnotit, než se rozhodnete, zda si ji koupíte.

1. Omezení hustoty energie
Přestože jsou LiFePO4 baterie díky své chemické struktuře obzvláště stabilní a mají dlouhou životnost, jejich energetická hustota je nižší než u jiných lithiových technologií, jako je NMC (nikl-mangan-kobalt). To znamená, že pro uložení stejného množství energie vyžadují LFP baterie větší objem a hmotnost. V aplikacích, jako jsou stacionární úložiště energie nebo mobilní domy, to často není problém a je to kompenzováno dlouhou životností. V oblastech s omezeným prostorem nebo přísnými požadavky na hmotnost, jako jsou přenosná zařízení nebo některá elektrická vozidla, to však může být nevýhoda.

2. Teplotní závislost
Baterie LFP jsou citlivé na chlad. Při teplotách pod 0 °C se může výrazně zhoršit nejen nabíjecí kapacita, ale i výstupní výkon. V zimě to může vést k pomalejšímu nabíjení baterií nebo rychlejšímu vybíjení. V chladném podnebí nebo při venkovním použití je často vyžadován integrovaný systém vytápění baterie nebo speciální regulace teploty.

3. Technické výzvy
Přestože jsou články LiFePO4 ze své podstaty bezpečné, jejich použití v systému stále vyžaduje přesné řízení pomocí systému BMS (Battery Management System). Tento systém chrání před přebíjením, hlubokým vybitím a problémy s teplotou – bez něj může dojít k poškození i bezpečné baterie. Technická složitost vývoje, integrace a údržby systémů LFP může být pro výrobce i uživatele náročná, což má za následek vyšší vstupní náklady.

LiFePO4 baterie vs. klasické lithium-iontové baterie

Mnoho uživatelů si plete LiFePO4 baterie s lithium-iontovými bateriemi. LiFePO4 baterie jsou ve skutečnosti také typem lithium-iontové baterie. Pokud si nejste jisti, níže naleznete podrobné vysvětlení:

Co jsou lithium-iontové baterie?

Lithiová baterie se skládá z katody vyrobené z lithiové sloučeniny, anody a elektrolytu obsahujícího organické rozpouštědlo s rozpuštěnou lithiovou solí.

Lithiové baterie lze obecně rozdělit na dva typy: lithium-kovové baterie (nedobíjecí) a lithium-iontové baterie (dobíjecí). Vzhledem k vysoce reaktivním chemickým vlastnostem kovového lithia klade zpracování, skladování a používání lithium-kovových baterií přísné environmentální požadavky. Proto se tyto baterie dlouho nemohly široce rozšířit.

Když se dnes mluví o lithiových bateriích, obvykle se tím myslí lithium-iontové baterie. Ty neobsahují kovové lithium a jsou dobíjecí, proto se jim také říká sekundární baterie.Jako moderní technologie pro ukládání energie postupně nahrazují lithium-iontové baterie tradiční olověné baterie.

Lifepo4 vs. lithium-iontové baterie: Srovnání

Abychom vám pomohli pochopit, rádi bychom ilustrovali srovnání v následující tabulce:

kritérium	LiFePO4	Li-Ion
Náklady	Vyšší pořizovací náklady	Nižší pořizovací náklady
Míra samovybíjení	Nízký	Nízký
život	>4000 cyklů (více než 10 let)	Přibližně 500 cyklů (2–3 roky)
Zabezpečení	Bezpečnější	Méně bezpečné
Hustota energie	Nízký	Vyšší
Hloubka vypouštění (DoD)	100 %	80–95 %
Hmotnost	Zapalovač	Těžší
Kompatibilita s životním prostředím	Šetrnější k životnímu prostředí	Méně šetrné k životnímu prostředí
Teplotní rozsah	-20 °C až 60 °C	0 °C až 45 °C
Napětí	Nižší napětí	Vyšší napětí

Často kladené otázky o výhodách a nevýhodách baterií LFP

Co je lepší, lithium-iontové nebo lithium-železité fosfátové?

Lithium-iontové baterie nabízejí vyšší energetickou hustotu a jsou často kompaktnější, zatímco lithium-železitophosfátové baterie jsou bezpečnější, mají delší životnost a jsou šetrnější k životnímu prostředí. Volba závisí na konkrétních požadavcích: lithium-iontové pro více energie v menším prostoru a lithium-železitophosfátové pro větší bezpečnost a odolnost.

Může se lithium-železito-fosfátová baterie vznítit?

Ve srovnání s jinými lithium-iontovými bateriemi je u lithium-železitophosfátových baterií výrazně nižší riziko požáru. Jsou tepelně stabilnější a méně náchylné k přehřátí, což je činí bezpečnějšími.

Jak dlouho vydrží lithium-železitophosfátová baterie?

Lithium-železitophosfátová baterie má velmi dlouhou životnost a může dosáhnout až 10 000 nabíjecích cyklů. To obvykle odpovídá přibližně 10 až 15 letům, v závislosti na používání a péči o baterii.

Závěr

Závěrem lze říci, že lithium-železité fosfátové baterie jsou vynikající volbou pro aplikace, kde je bezpečnost, odolnost a šetrnost k životnímu prostředí prvořadá. Navzdory svým nevýhodám, jako je nižší energetická hustota a vyšší náklady, nabízejí v mnoha oblastech jasné výhody. Rozhodnutí pro či proti této technologii nakonec závisí na specifických požadavcích a prioritách příslušné aplikace.