Що краще LiFePO4 чи Li-NMC: Детальне порівняння (Новини компаній)

Для електромобілів, портативної електроніки та систем зберігання енергії найчастіше використовуються літій-іонні акумулятори Li-NMC та LiFePO4. Проте, не всі розуміють, чим відрізняються ці технології, що створює складнощі в процесі вибору. 

В цій статті розповімо, які особливості має кожна технологія, і коли варто обрати літій залізо фосфатний акумулятор 48 вольт, а коли доцільно надати перевагу Li-NMC.

Що таке технології LiFePO4 і Li-NMC?

Спочатку розберемося, що являють собою такі батареї. Це допоможе зробити базове порівняння NMC vs LiFePO4 та зрозуміти основні параметри. Другий вид - це батареї, у яких катоди виготовлені з літій-залізо-фосфатного сплаву. Вони характеризуються високими показниками безпеки, стабільності та довговічності. Проте, щільність енергії нижча.

Літій іонна батарея NMC являє собою пристрій, в якому встановлені катоди із нікелю, марганцю та кобальту. Одна з головних переваг - це висока щільність енергії. АКБ часто використовуються в електромобілях і портативних пристроях. Проте, вони менш стабільні та дорожчі.

NMC vs LiFePO4: детальне порівняння

Якщо важко обрати LFP або NMC, тоді варто заглибитися в детальні характеристики.

Ємність і щільність енергії

У літієвих NMC показник складає 150–250 Вт·год/кг, що забезпечує більшу ємність у компактному розмірі. Ідеально для електромобілів, де важлива дальність ходу. Літій-ферум-фосфат має нижчу щільність енергії - в діапазоні 90–160 Вт·год/кг. Через це у агрегатів більший розмір для для тієї ж ємності.

Термін служби (кількість циклів заряду-розряду)

Акумулятор NMC Li Ion за цим параметром програє. Середній період тут складає від 1000 до 2000 циклів. Термін служби залежить від глибини розряду та умов експлуатації. Для порівняння другий варіанті служить набагато довше - приблизно 2000-10000 циклів.

Стабільність живлення та подачі напруги

Якщо обираєте пристрій для постійних навантажень, то LiFePO4 буде кращим. Все тому, що напруга складає 3,2 В, і вона стабільніша протягом усього циклу розряду. Інший варіант має вищу напругу, але показник коливається у разі великого навантаження на систему.

Глибина розряду (DoD)

Обираючи Li-Ion NMC чи LiFePO4, зверніть увагу, що для другої моделі рекомендовано DoD до 80%. Якщо буде вище, то термін служби може суттєво скорочуватися. Літій-залізо-фосфат витримує DoD до 100% без значної деградації, що підвищує ефективність використання.

Саморазряд

LiFePO4 знову виграє за цією характеристикою. Якщо порівнювати агрегати, то літій-залізо-фосфат має менший показник. Він складає всього 1-2% на місяць, що робить їх кращими для резервного живлення.

Швидкість зарядки

Це ще одна важлива характеристика, на яку варто орієнтуватися. Li-NMC має швидшу зарядку, проте вони чутливі до перезаряду. У другої моделі вона повільніша. При цьому сам процес безпечніший, а деградація знижена.

 

Діапазон робочих температур

Агрегат з пластинами на основі нікелю, кобальту та марганцю працює безперебійно в температурному режимі від -20°C до +60°C, але втрачає ефективність при екстремальних температурах.

Ризик теплового розгону

Вибираючи LiFePO4 або Li NMC, враховуйте і те, що перший з них безпечніший. Він має стабільну структуру сплаву. У першому випадку ризики вищі, оскільки като хімічно нестабільний.

Маса та габарити

Li-NMC є компактнішими та легшими, оскільки у них вища щільності енергії. А, ось пристрій на основі літій-залізо-фосфату мають більші розміри, що не завжди підходить для компактних систем.

Безпека та екологічність

У складі Li-NMC міститься кобальт, що ускладнює утилізацію та підвищує екологічні ризики. Менш безпечні через ризик займання. Залізо-фосфатні пристрої, навпаки, не містять важкі метали.

Вартість кВт·год

Якщо розглядати LiNMC, то вартість складатиме приблизно $100–150 за кВт·год через використання дорогих матеріалів. Друга модель економічніша. Тут ціна варіюється в діапазоні $80–120 за кВт·год, що робить їх вигіднішими в довгостроковій перспективі.

Вартість батареї

Початкова ціна у моделі з кобальтом, марганцем та нікелю вища. Причина в тому, що виробництво є складнішим. Для великих систем LiFePO4 підходить краще, оскільки нижча початкова вартість.

 

Переваги та недоліки технологій

Отже, розглянувши характеристики, можна виділити основні плюси та мінуси. АКБ LiFePO4 цінують за наступні характеристики:

• високу безпеку;
• довгий термін служби (до 7000 циклів);
• екологічність;
• стабільність напруги та високу глибину розряду.

Що стосується недоліків, то це повільніша зарядка.

АКБ Li-NMC також має кілька переваг. До них відносять вищу напругу, швидшу зарядку та високу щільність енергії.

Що краще обрати?

Вирішуючи Li NMC чи LiFePO4, важливо одразу визначити пріоритети. Літій-залізо-фосфатний, наприклад, ідеально підходить для стаціонарних систем (сонячні панелі, резервне живлення), де важливі безпека, довговічність і економія.

Другий тип краще підходить для електромобілів і портативних пристроїв. Тобто, в тому випадку, коли важлива висока щільність енергії та компактність. Проте, всі ці переваги доступні за вищу ціну та з більшими ризиками.

Отже, LiNMC або LiFePO4? Якщо пріоритет - безпека та економія в довгостроковій перспективі, обирайте LiFePO4. А, коли потрібна максимальна ємність і компактність - Li-NMC.