В предыдущей статье мы сравнили LiFePO4 со свинцово-кислотными батареями. Однако в этой статье речь пойдет о двух популярных типах батарей. Один из них - LiFePO4, а другой - гелевые батареи. Споры о соотношении LiFePO4 и гелевых батарей ведутся уже много лет. Помните, что гелевые батареи - это разновидность свинцово-кислотных батарей.
Несомненно, обе эти батареи по-своему хороши. В связи с этим выбор между литиевыми и гелевыми батареями может быть очень запутанным. В этой статье мы разберем различия между этими типами батарей. Их понимание поможет избежать догадок и принять взвешенное решение о покупке. Итак, давайте начнем!
Разница между LiFePO4 и гелевыми батареями
Существенное различие между этими двумя батареями заключается в их химическом составе. В LiFePO4 в качестве катода используется фосфат железа лития. Однако в гелевых батареях в качестве катода используется диоксид свинца (PbO₂). Как и в типичных свинцово-кислотных батареях, в этих гелевых батареях в качестве анода используется губчатый свинец (Pb). В батареях LiFePO4 в качестве анода используется графит. Давайте подробно рассмотрим LiFePO4 и гелевые аккумуляторы.
1 - Химия катода
Химический состав катода - одно из главных различий между LiFePO4 и гелевыми батареями. В батареях LiFePO4 в качестве материала катода используется фосфат железа лития. С другой стороны, гелевые аккумуляторы - это разновидность свинцово-кислотных батарей. Вместо использования материалов на основе лития их катод изготовлен из диоксида свинца (PbO₂).
Анод LiFePO4 изготовлен из графита, тогда как анод гелевых аккумуляторов состоит из губчатого свинца. Оба аккумулятора отличаются и по электролиту. В батареях LiFePO4 в качестве электролита используется соль лития. С другой стороны, в гелевых батареях в качестве электролита используется гель на основе кремнезема.
Катод батарей LiFePO4 более стабилен и увеличивает плотность энергии этих батарей. Поэтому LiFePO4 могут хранить и отдавать больше энергии, чем гелевые батареи. Гелевые батареи тяжелее и объемнее при той же емкости. Поэтому такие батареи используются в больших машинах и устройствах. Для их установки требуется больше места.
2- Плотность энергии
Плотность энергии - важный фактор, который необходимо проверять при покупке аккумуляторов. Она показывает, сколько энергии может хранить батарея в определенном пространстве или объеме. Аккумуляторы LiFePO4 имеют лучшую энергетическую плотность (90-160 Вт-ч/кг). Причина в том, что их катод (фосфат лития-железа) может хранить больше энергии.
С другой стороны, гелевые батареи имеют гораздо меньшую плотность энергии (30-50 Вт-ч/кг). Из-за такой низкой плотности энергии гелевые аккумуляторы гораздо более громоздкие по сравнению с LiFePO4-батареями при одинаковом запасе энергии. LiFePO4-батареи более компактны и могут хранить больше энергии при меньшем весе и размере.
3- Срок службы цикла и срок службы в годах
Срок службы означает, сколько раз можно заряжать и разряжать аккумулятор, прежде чем его характеристики начнут снижаться. После определенного срока службы энергоемкость батареи значительно снижается. Срок службы LiFePO4 составляет более 3000 циклов. Это означает, что вы можете зарядить их и затем использовать более 3000 раз. Срок их службы составляет от 10 до 12 лет.
С другой стороны, гелевые батареи обычно имеют от 500 до 1 200 циклов, в зависимости от глубины разряда и условий эксплуатации. Их общий срок службы обычно составляет от 4 до 8 лет. Более низкий ресурс циклов и меньший общий срок службы делают гелевые батареи не самым лучшим вариантом. Это еще более важно при длительном использовании, когда долговечность является приоритетом.
4- Характеристики рабочей температуры
Аккумуляторы LiFePO4 обеспечивают лучшую производительность в условиях высоких температур. Причина в том, что фосфатная связь в их электродном материале очень стабильна. При воздействии тепла эта связь не разрушается. Такие батареи не перегреваются, что может привести к взрыву. С другой стороны, гелевые батареи сталкиваются с серьезными проблемами при высоких температурах.
При воздействии высоких температур химическая активность внутри гелевого аккумулятора повышается. Это может привести к ускоренной коррозии внутренних пластин. Кроме того, гелевый электролит может испаряться. Такая постоянная деградация резко сокращает срок службы батареи и общий срок службы. Поэтому я считаю батареи LiFePO4 лучшим вариантом для высокотемпературных условий.
5- Вес и размер
Аккумуляторы LiFePO4 известны своей компактностью. Благодаря этому их можно встретить в малогабаритных устройствах и гаджетах. Причина в том, что эти батареи обладают более высокой энергетической плотностью. Это означает, что они могут хранить больше энергии на килограмм. Таким образом, их компактный размер позволяет хранить больше энергии.
Нет необходимости увеличивать габариты или вес, чтобы увеличить запас энергии. С другой стороны, гелевые батареи имеют низкую плотность энергии. Это означает, что они могут хранить меньше энергии при заданном объеме (на кг). В результате производители увеличивают их размер, чтобы вместить больше энергии. В связи с этим гелевые батареи более громоздкие и тяжелые, чем их аналоги.
6- Экологичность и безопасность
Аккумуляторы LiFePO4 выигрывают конкуренцию, когда речь идет об экологичности и безопасности. Как я уже говорил, эти батареи оснащены катодом на основе фосфатов. Химический состав (связь) фосфата железа очень стабилен. Эта связь остается стабильной даже при очень высоких температурах. Благодаря этому батареи LiFePO4 более безопасны и менее склонны к возгоранию.
Кроме того, эти батареи не выделяют вредных газов, что является большим плюсом. С другой стороны, гелевые батареи содержат свинец и серную кислоту. Эти два вещества токсичны и опасны для окружающей среды, если их не утилизировать должным образом. Кроме того, такие батареи могут выделять водород, особенно если их перезарядить. Этот газ не подходит для вашего здоровья. Содержание свинца также делает их гораздо менее экологичными, чем LiFePO4.
7- Стабильность напряжения и скорость зарядки
Напряжение - важный аспект работы батарей. Многие устройства требуют стабильного напряжения для своей работы. Аккумуляторы LiFePO4 обеспечивают отличное и стабильное напряжение во время использования. Предположим, у вас есть полностью заряженный LiFePO4-аккумулятор. Теперь вы начинаете использовать эту батарею. При заряде 100% и 50% эта батарея будет выдавать одинаковое напряжение.
Когда батарея разряжается, напряжение не падает. С другой стороны, гелевые батареи демонстрируют значительное падение напряжения по мере разряда. Их выходное напряжение неуклонно снижается по мере уменьшения степени заряженности. Это делает их непригодными для устройств, которым требуется стабильное напряжение для работы без стабилизатора напряжения.
Когда речь заходит о скорости зарядки, LiFePO4-аккумуляторы одерживают убедительную победу. Гелевые батареи, как известно, заряжаются медленно; полная зарядка может занять от 8 до 12 часов, чтобы не повредить батарею. LiFePO4, для сравнения, могут быть полностью заряжены за 1,5-3 часа без риска. Это большая разница, что делает батареи LiFePO4 идеальными для экстренных случаев.
8- Стоимость и применение
Существует два типа анализа затрат при покупке батарей. К ним относятся:
- Первоначальная стоимость
- Долгосрочная стоимость
Аккумуляторы LiFePO4 имеют более высокую начальную стоимость, что является большим недостатком. Из-за этого многие считают эти батареи менее подходящими на первый взгляд. Однако в долгосрочной перспективе они стоят недорого, что компенсирует их первоначальную более высокую стоимость. Сейчас я объясню, как это сделать.
Аккумуляторы LiFePO4 обладают большим ресурсом циклов и общим сроком службы. Благодаря этому они не требуют регулярной замены. Купив LiFePO4-аккумулятор, вы сможете не покупать его как минимум 10 лет. Кроме того, они не требуют регулярного обслуживания, что сокращает расходы на их содержание. Гелевые батареи имеют более низкую начальную стоимость, чем LiFePO4.
Однако по сравнению с LiFePO4 они обладают меньшим ресурсом циклов и меньшим сроком службы (обычно 4-8 лет). Поэтому, скорее всего, вам придется заменить гелевую батарею хотя бы один раз за весь срок ее службы. Эти расходы на замену и обслуживание делают гелевые батареи более дорогими в долгосрочной перспективе. Поэтому я считаю батареи LiFePO4 более экономичным вариантом.
Гелевые батареи традиционно используются в тех случаях, когда требуется защита от проливания. Эти батареи имеют превосходную конструкцию, которая предотвращает проливание. Такие батареи можно встретить в системах глубокого цикла для автофургонов и мобильных скутеров. С другой стороны, батареи LiFePO4 подходят для использования в компактных гаджетах и устройствах.
Кроме того, они также используются в системы хранения энергии и резервные источники питания. Вот таблица, показывающая их сравнение с точки зрения применения:
| Применение LiFePO4 аккумуляторов | Применение гелевых аккумуляторов |
| Накопители солнечной энергии (дома, предприятия) | Малые и средние солнечные установки |
| Электромобили (автомобили, велосипеды, скутеры, автобусы) | ИБП (источник бесперебойного питания) |
| Морские и лодочные силовые установки. | Лодки и морское использование |
| Резервное питание для домов и предприятий | Резервное питание для телекоммуникаций и офисов |
| Телекоммуникационные вышки. | Системы безопасности и сигнализации |
| Медицинское оборудование (портативные устройства) | Инвалидные коляски и мобильные скутеры |
Часто задаваемые вопросы
Что лучше, гелевые аккумуляторы или LiFePO4?
Я считаю, что LiFePO4 превосходят гелевые аккумуляторы по сроку службы и высокотемпературным характеристикам. Кроме того, еще одним преимуществом является их компактность, что делает их лучшим вариантом по сравнению с гелевыми батареями.
Каков срок службы батареи LiFePO4?
Срок службы батарей LiFePO4 составляет более 3000 циклов. Это означает, что их можно заряжать и использовать 3000 раз, прежде чем их емкость снизится. Проще говоря, эти батареи могут прослужить не менее 10 лет.
Можно ли заменить гелевые батареи на LiFePO4?
Да, вы можете заменить гелевые батареи на LiFePO4. Однако вам следует рассмотреть плюсы и минусы каждого типа. Кроме того, проверьте, совместима ли ваша система с батареями LiFePO4.
Заключение: Что выбрать: LiFePO4 или гелевые аккумуляторы?
В предыдущей статье я сравнил LiFePO4 с литий-ионными батареями. В итоге я выбрал батареи LiFePO4 из-за их многочисленных положительных характеристик.
Я твердо убежден, что LiFePO4 - лучший вариант, чем гелевые батареи. Эти батареи служат дольше, хорошо работают и обеспечивают стабильное напряжение во время использования. Кроме того, батареи LiFePO4 оказываются экономически выгодными при длительном использовании. Гелевые батареи - это хороший вариант только в том случае, если у вас очень ограниченный бюджет.
Как я уже говорил, батареи LiFePO4 имеют более высокую плотность энергии. Поэтому производители уменьшают их размеры, но при этом получают более высокий запас энергии. Это значительное преимущество, если вы хотите использовать батарею в ограниченном пространстве. Однако прежде чем выбрать один из этих двух аккумуляторов, следует проанализировать конкретный случай использования.