Литий-железо-фосфатный аккумулятор это разновидность Литий-ионного аккумулятора, в котором LiFePO4 используется для катода, а для анода - графитовый углеродный электрод с металлической подложкой. Характерной особенностью этих аккумуляторов является более низкая стоимость, высокая безопасность, низкая токсичность, длительный срок службы, работоспособность при низких температурах. LiFePO4 широко применяются в транспортных средствах и как стационарные аккумуляторы в резервных источниках питания. И не смотря на то, что это все таки разновидность Литий-ионного аккумулятора, Литий-железо-фосфатные имеют другие рабочие напряжения и токи и естественно особенности эксплуатации и зарядки.
И не смотря на то, что в производстве LiFePO4 дешевле, чем Li-ion, дешевле исходные материалы, однако на практике они пока продаются в одну цену или даже дороже.
Характеристики:
- количество циклов заряд-разряд до потери 20% ёмкости: 2000-7000
- срок хранения: до 15 лет
- максимальное в элементе: 3,65 В (полностью заряжен)
- номинальное (рабочее) напряжение: 3.0 - 3.3 В
- минимальное: 2 В (полностью разряжен)
- минимальное рабочее напряжение (на сколько рекомендуется разряжать): 2.5 В
Номинальное, максимальное и минимальное напряжения, могут отличаться у различных производителей и типов аккумуляторов.
Самый интересной характеристикой конечно является ток заряда и максимальный ток разряда. С током разряда все просто, он может быть разным и определяется производителем, если аккумуляторы от какого-то бренда, то максимальный ток с которым можно разряжать указан на борту аккумулятора или его можно посмотреть в тех документации.
А вот с током заряда возникла определенная путаница, в различных источниках указана различная информация. Правда выглядит так:
- номинальный ток заряда = Q/10, где Q-емкость аккумулятора
- допустимый ток заряда = 1Q
- максимальный ток заряда можно поднимать до 4Q
Такой большой ток заряда, возможен во-первых в случае использования "быстрой зарядки", во-вторых такой режим заряда работает очень хорошо, потому, что они пожаро-безопасны.
Кроме того "правильный" заряд должен проходить поэтапно:
- заряд стабилизированным током (например Q/10) до достижения напряжения на аккумуляторе 3,5В ( по некоторым источникам 3,55В)
- заряд при стабилизированном напряжении 3,6В до достижения минимального тока заряда, значение этого минимального тока заряда определяется возможностями контроля конкретного зарядного устройства, обычно от 100мА.
Чем заряжать:
Кроме радиолюбительских конструкций зарядных устройств, существуют специализированные микросхемы, которые умеют правильно заряжать и контролировать процесс заряда.
Плата контроля заряда TP5000 универсальна, умеет правильно заряжать как Li-Ion так и Литий-железо-фосфатные аккумуляторы.
Модуль доступен на Алике. Максимальный ток заряда в поставляемом варианте составляет 1А, но точно также как и в случае с TP4056, ток заряда можно задавать программно, программируется ток с помощью резистора от 0.1A до 2A. Даташит на TP5000.
Плата контроля заряда на CN3058E рассчитана на заряд только LiFePO4.
Модуль доступен на Алике. Максимальный ток заряда в поставляемом варианте составляет 1А, и в этом модуле зарядный ток тоже можно регулировать заменой резистора, на картинке выше приведена даже табличка из даташита. Кроме того, этот модуль умеет заряжать батарею прям "правильно-правильно", а именно, если аккумулятор полностью разряжен (до 2В), тот модуль сначала дозаряжает аккумулятор до минимального рабочего напряжения 2,5В минимальным током, потом поднимает ток до номинального и далее заряд идет по известной уже схеме.
Литий-железо-фосфатный аккумулятор, точно так же как и Литий-ионный, не имеет эффекта памяти и его можно разряжать до любого напряжения в рабочих пределах и сразу ставить на зарядку. И точно так же заряд может быть остановлен на любом уровне, а затем разряжен и можно начать заряжать опять.