Tutorial de LiFePO4 y LiFeYPO4

LiFePO4 y LiFeYPO4

Fosfato de hierro litio – LiFePO4 es un material del cátodo utilizado en las baterías de iones de litio. Se ha convertido en un favorito de los diseñadores de vehículos eléctricos debido a sus características de seguridad inherentes y del ciclo de vida largo.

Otras variedades de células de iones de litio son: óxido de cobalto litio – LiCoO2 , óxido de manganeso de litio – Limn2O4 , y el óxido de litio níquel – LiNiO2. Todos estos compuestos se refieren al material del cátodo. El electrolito de una batería de litio-ion puede variar. Es típicamente un fluido de solución acuosa de sales de litio, sin embargo, también pueden ser basados en polímeros para facilitar la configuración y características, con más seguras funciones. El ánodo de la mayoría de las células es de grafito.

LiFePO4 tiene muchas ventajas sobre otros tipos de baterías de ion-litio. La abundancia de hierro disponible, hacen que este material tenga un relativo bajo costo. Que no es tóxico, hacen de las baterías más seguras de usar, así como mejores para el medio ambiente al producir y reciclarlas. Tienen una vida útil más larga, tanto en términos de vida útil y del ciclo de vida. Son más estables que las de química y mucho menos propensas a sufrir de fuga térmica. Las células de LiCoO2, por ejemplo, puede estallar en llamas si tiene exceso de carga, y pueden liberar sustancias químicas peligrosas.

La sobrecarga y sobredescarga de células LiFePO4 las daña, pero en general sin los efectos secundarios explosivos. Se puede acortar el ciclo de vida o incluso dar lugar a la deformación y una o varias células muertas.

La mayoría de las células de LiFePO4 operan dentro de un normal o “nominal” de voltaje de 3.0 a 3.3 voltios, tiene una tensión máxima de funcionamiento de alrededor de 4,1 a 4,2 voltios y un voltaje mínimo de 2,1 a 2,5 voltios. Normalmente, una célula LiFePO4 está completamente cargada a 3,65 a 3,7 voltios. Con el fin de obtener el voltaje adecuado para cargar su batería de LiFePO4 tendría que multiplicar 3,65 x el número de células en serie. Así, un paquete de 12V nominal (3,0 V x 4 celdas) tendría una tensión de carga de 14.6V.

Las células pueden ser conectadas en serie (multiplicar el voltaje) o en paralelo (multiplicar la capacidad). Las células se conectan en serie, conectando el polo positivo (+) de una celda a la negativa (-) de otra. Las células se conectan en paralelo, conectando positivo con positivo y negativo a positivo y negativo. Cableado en paralelo puede ser usado para aumentar la velocidad de descarga de la batería (generalmente referido como una “C” de especificación). Multiplicando la calificación C, según la capacidad de la batería le dará su velocidad de descarga. Por ejemplo, la célula LiFePO4 que podamos tener una tasa de descarga continua de 5C y un caudal máximo de 10C. Puesto que la capacidad de cada celda es de 10 amperios / hora (Ah). Esto significa que cada célula puede tener una salida continua de 50 amperios (10Ah x 5C) y el pulso hasta 100 amperios durante un corto periodo de tiempo. Por cablear dos de estas células en paralelo, tendremos el doble de capacidad (20Ah) y la velocidad de descarga (100 A continua, 200 A de pico). Voltajes más altos son alcanzados por el cableado o las células individuales o bloques paralelos en serie.

Sistema de Gestión de la Batería – Teniendo en cuenta la carga sensible y características de la descarga de estas células es importante tener un sistema de gestión de baterías (BMS/PCM) para regular, especialmente cuando tenemos la construcción en paquetes. Sobredescargar una celda por debajo de 2,1 voltios pueden causar daños irreparables a una batería que de otro modo, estaría en uso durante varios años. Un sistema de gestión de diseño de la batería, también incluye un circuito de corte de baja tensión (LVC) para cada celda, para mantener a la célula lejos de una descarga, más allá de la tensión de funcionamiento seguro. Además existe un sistema para equilibrar (balancear) las células, para utilizar la energía de forma más eficiente y permitir que todas las células de un paquete puedan recibir una carga completa.

Un cargador adecuado es también muy importante. Las células si se sobrecargan les causan daños y aún puede ser potencialmente peligroso, incluso con la seguridad química inherente de la LiFePO4. Un buen cargador de LiFePO4 debe simplemente cortar una vez que el paquete ha llegado a la tensión deseada. La mayoría de los cargadores estándar para plomo ácido sellado, que no cortará automáticamente y no debe ser utilizado. Asegúrese también de que el cargador está diseñado para LiFePO4 y no simplemente de litio-ion o Lipo (Lipo, Li-Po, Li-Po), que es un error común. La mayoría-po (polímero de litio) las células de Li tiene un voltaje de corte de responsabilidad o de 3.3 voltios 3,2 por lo que un paquete de 12V nominales tendría una tensión de carga de alrededor de 13,2 voltios, muy por debajo de los 14,6 que necesita para su LiFePO4 de convertirse en completamente cargada.

Usos: Hay un sin fin de cosas que usted puede construir con estas baterías impresionante!

Éstas son sólo algunas ideas: bicicleta eléctrica, motocicleta eléctrica, coche eléctrico, furgoneta eléctrica, autobús eléctrico, scooter eléctrico, patín eléctrico, barco eléctrico, tren eléctrico, juguetes de R / C, los robots, almacenamiento de energía solar, energía eólica, dispositivos de almacenamiento de energía, sistemas S.A.I., baterías de repuesto para automóviles, camiones o motos.

Todo lo que requiera una solución: Duradera, Potente y Batería de Larga Duración.

Aplicaciones

En Munaled / FOKE,  Distribuimos paquetes de alta tasa de descarga, en baterías LiFePO4, para conversiones a propulsión eléctrica. Son ideales por varias razones: tienen una alta densidad de energía que les permite ofrecer una gran cantidad de capacidad de almacenamiento en un espacio pequeño, que son livianos, duraderos, fácilmente configurable y muy seguras de usar. Estas características los hacen perfectas para cualquier vehículo eléctrico, así como otras aplicaciones. Éstos son sólo algunos de sus posibles usos:

  • Bicicletas eléctricas – un paquete de baterías acondicionadas para su e-bici.
  • Motocicletas eléctricas – tasa de descarga alta, proporciona un alto poder de energía.
  • Coches eléctricos / camiones / náutica – paquetes se puede configurar para cualquier tamaño o especificaciones.
  • Solar y los sistemas de viento – LiFePO4 estas baterías duran de 4 a 5 veces más que las SLA – VRLA (AGM) y son más seguras en su hogar.
  • Robots – la capacidad de peso ligero, alta, la tasa de descarga de alta y precio razonable, ideal para la robótica competitivo o cualquier otra aplicación móvil.

 

Ya tenemos novedades y disponibilidad, de las baterías:

Principales características de nuestras baterías:

Nos permite configurar la electrónica, entre otras mejoras hemos podido crear una electrónica, sin necesidad de balancear las celdas, con lo que hemos ganado:

  • Rapidez en la carga
  • 100 % de carga por celda
  • Control independiente de celdas
  • Sin necesidad de “extras” externos de protección
  • Itrio, en la composición = + Ciclos de Vida (≥ 7.000)

+ Velocidad de Carga

  • Incluimos Panel Digital de Control
  • BMS, Optimizado para Cargas Variables

Podemos cargar las baterías, con carga variable de: energías alternativas, alternadores, etc…, sin entrar en detrimento de la capacidad de las celdas de LiFeYPO4.

Podemos hacer las configuraciones que se deseen, en: Voltaje, Ah., etc,…

En nuestra Pagina Web principal,  hay más información sobre nuestros nuevos proyectos, y según tenga más información iré subiendo más datos y alguna foto.

Cualquier consulta o valoración, estamos a vuestra disposición, para dar a conocer este tipo de baterías que están en plena expansión, por sus rendimientos y capacidades.

 

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Acerca de Munaled

Técnico Electricidad-Electrónica, Larga Experiencia Náutica, Siempre buscando cosas novedosas y útiles
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7 respuestas a Tutorial de LiFePO4 y LiFeYPO4

  1. david dualk dijo:

    Estupendo tutorial. En mi casa tengo una instalación de placas solares y actualmente uso baterias de gel 200 ah.¿ Sabes donde podría encontrar algo similar con lifep04?.
    ¿Y el regulador de carga solar? por que todos los cargadores que he visto para estas baterias son de alterna.
    De nuevo gracias por este esplendido tutorial

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    • Munaled dijo:

      Hola David.

      Me alegro de que guste la información, desde luego esta tecnología ya es el futuro de las baterías, junto con alguna más como las de sal, pero ese es otro tema, ya que actualmente su precio es muy alto.

      Es cierto que las de tipo Gel, tienen buenos rendimientos para aplicaciones de servicios, aunque hay que estar atento a las especificaciones técnicas, ya que existen AGM superiores y mejor relación prestaciones-precio, si te interesa te puedo ofrecer información.

      Mi empresa representa una firma que nació de su experiencia en Náutica como nosotros, los cuales están desarrollando la electrónica de control para las celdas de Litio, como bien comentas para recargas desde 220 Vac, no hay problema, actualmente estamos confeccionando en españa, la electrónica de control de la batería para cargas variables, en alternadores de motores ya tenemos buenos resultados, pero queremos poder hacer óptimas recargas como en tu caso desde eólicos y/o fotovoltaicos, está previsto tenerlas acabadas en unos meses una vez superen todas las pruebas.

      La idea es que con un regulador típico (mejor programable), no sea necesaria la modificación de más componentes que la sustitución de la batería en sustitución de la anterior.

      Iré actualizando toda la información del Blog, cualquier otra consulta.

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      • Munaled dijo:

        Hola a todos.

        Ya están disponibles las baterías de celdas de LiFeYPO4, he añadido más información al texto inicial, también tengo un proveedor que tiene disponibles en breve baterías de AGM, con buenos rendimientos y muy buen precio, no sé si abriré algún tema sobre esto, a quién esté interesado me envíe consulta por el mismo Blog o un privado en el siguiente link.

        http://www.MUNALED.com

        Saludos

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  2. cesarmuak dijo:

    Que tan factible es realizar una batería para celular con LiFePo4 y porque?

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    • Munaled dijo:

      Los fabricantes, buscan el máximo rendimiento, de las baterías por las cada vez más aplicaciones y pantallas más grandes y a color, de los actuales móviles. Ya que requieren mayor demanda de energía, y una aceptable autonomía.

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  3. Liam Febles Suarez dijo:

    hola me encuentro en medio del diseño de un AGV y me interesa mucho utilizar baterías LiFePo4 por sus características pero tengo un par de dudas.
    – puedo utilizarlas para un sistema de carga continua?
    – que tipo de cargadores debo utilizar?
    muchas gracias..

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    • Munaled dijo:

      La carga depende de la gestión electrónica utilizada, (BMS), las sencillas pueden usarse desde un cargador de plomo con tensión constante, o lo ideal cargadores específicos para litio, de carga y tensión constante, los sistemas más avanzados, el cargador y la BMS, están conectados por cable de datos, lo cual hace que la BMS de las baterías, controle el cargador.

      Para un sistema de carga continua, imagino que es de fuente alternativa tipo placa solar, etc, pasa lo mismo que lo anterior, se puede usar aunque hay que conocer la electrónica de gestión usada, puede admitir carga, aunque no se llegue a una carga completa de las celdas, lo ideal es usar algún conversor DC/DC, el cual estabilice la tensión de salida, por ejemplo en placa solar, ya hay modelos de reguladores que son aptos para cargar Litio.

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