Batería de Litio Ferroso ( LIFePO4 ) para Bicicleta Eléctrica 12 Voltios - 16,5 Amperios
La batería LiFePO4 utiliza una química derivada de la tecnología Litio-Ion. Sin embargo, hay claras diferencias.
La química LFP presenta una durabilidad mayor que otras baterías de Ion de Litio.
Al igual que las baterías recargables basadas en Níquel, (diferenciándose de algunas baterías de iones de litio), las baterías LiFePO4 tienen un voltaje de descarga muy constante. Su voltaje se mantiene cerca de los 3,2 V durante la descarga hasta que la pila se vacía. Esto permite a la batería entregar virtualmente toda la energía hasta su descarga completa, mientras que la batería de plomo descargará aproximadamente hasta los 10,65 V cortando radicalmente el funcionamiento del instrumento electrónico en cuestión. Esto simplifica mucho o incluso elimina la necesidad de circuitería de regulación de voltaje.
Al dar una salida de 3,2 V nominal, se pueden conectar en serie cuatro celdas para un voltaje nominal de 12,8 V. Este voltaje se acerca mucho al voltaje nominal de una batería de plomo de seis celdas. Y, además de sus excelentes características en seguridad, esto convierte a la LFP como una buena alternativa para las baterías de plomo en sus muchas aplicaciones como vehículos y solar, siempre que que los sistemas de carga estén adaptados para no dañar las baterías LiFePO4 con voltajes excesivos de carga, compensación de voltaje a través de temperatura, trucos de balanceo o carga de mantenimiento continuo, propio de las baterías de plomo.
Las celdas LFP son balanceadas, al menos inicialmente antes de su ensamblaje, y gracias a su sistema de protección ninguna celda será descargada por debajo de los 2,0 V, de modo que se evitan, como ocurriría en la mayoría de los casos, daños internos.
La utilización de fosfatos evita el coste del cobalto y riesgos medioambientales, particularmente que éste termine en medio ambiente por ser inapropiadamente desechado.
El compuesto LiFePO4 presenta corrientes o potencias instantáneas más altas que el LiCoO2.
La densidad de energía (energía/volumen) de una batería LFP nueva es alrededor de un 30% más baja que la de una batería LiCoO2.
En contrapuesta a nuestros montajes de alta calidad, las baterías LFP de baja calidad de algunos fabricantes presentan menores ratios de descarga que las de plomo-ácido o incluso que las LiCoO2. Como el ratio de descarga es un porcentaje de la capacidad de la batería, se puede conseguir un mayor ratio de descarga utilizando una batería más grande, o con más celdas (más amperio-hora/amperios-hora) si es necesario utilizar pilas de poca capacidad.
En aplicaciones de movilidad y con dicho formato en 16,5 Ah/ C20, esta batería LFP desarrolla la misma duración que otra de plomo AGM/GEL con 22 Ah/ C20 debido a la relación de peso que se crea con el motor, disminuyendo el consumo generado sobre la misma y aumentando notablemente el tiempo útil de uso.
Las celdas LiFePO4 experimentan un ratio menor de pérdida de capacidad (más longevidad) que otras químicas como la LiCoO2 (cobalto), LiMn2O4 (litio-manganeso), LiPo (polímero de litio).Después de un año almacenadas, una celda LiFePO4 habitualmente tiene aproximadamente la misma densidad de energía que una celda de litio LiCoO2, por la menor degradación de la LFP. A partir de ahí, las LiFePO4 conservan una mayor densidad de energía.
Seguridad
Una ventaja importante sobre otros compuestos químicos de iones de litio es su estabilidad química y térmica, la cual mejora la seguridad de la batería. La LiFePO4 contiene un material catódico intrínsecamente más seguro que la LiCoO2 y la LiMn2O4.
El enlace Fe-P-O es más fuerte que el enlace Co-O, por lo que, cuando se somete a abuso (cortocircuito, sobrecalentamiento… etc.) los átomos de oxígeno son más difíciles de separar. Esta estabilidad de la energía subyacente también ayuda en una rápida migración iónica.
Según los iones de litio migran fuera del cátodo en una celda LiCoO2, el CoO2 se somete a expansión no lineal que afecta a la integridad estructural de la célula. Los estados "litiados" y "deslitiados" de las LiFePO4 son estructuralmente similares lo que conlleva que las celdas LiFePO4 son más estables estructuralmente que las celdas LiCoO2, por lo pierden menos capacidad según se realizan ciclos de carga-descarga, alargando su vida hasta 10 veces con respecto a otras compuestos.
No queda litio en el cátodo de una celda LiFePO4 totalmente cargada, en cambio en una LiCoO2, aproximadamente el 50% permanece en el cátodo.
La LiFePO4 es muy resistente durante la pérdida de oxígeno, que por el contrario suele resultar en una reacción exotérmica en otras celdas de litio (en forma de calor).
Como resultado, es más difícil que una celda de litio-ferrofosfato entre en combustión en el caso de un mal uso (especialmente en la carga), aunque como cualquier batería, disipa la energía de sobrecarga en forma de calor. Por lo tanto, un fallo catastrófico de la batería por abuso todavía es posible, aunque es comúnmente aceptado que la batería de litio-ferrofosfato tolera bien las altas temperaturas. En este sentido, es particularmente notable la diferencia entre las LFP y las de polímero de litio utilizadas en aeromodelismo (más ligeras pero menos seguras).
Características Eléctricas
Voltaje Nominal = 12.8V
Capacidad Nominal = 16.5Ah
Impedancia por elemento ( Max. at1000Hz ) = ≤ 10mΩ
Expectativa en Ciclos de Vida = 2000Ciclos
Características Mecánicas
Diámetro = 32.2±0.5mm
Altura = 74.5±0.2mm
Peso = ~160g
Condiciones de Trabajo
Método de Carga = CC-CV ( Corriente Constante // Voltaje Constante )
Máximo Voltaje de Carga = 3.65V
Corriente de Carga Estándar = 0.2C
Temperatura de Carga = 0℃～45℃
Corriente Continua de Descarga Estándar = 1C
Máxima Corriente de Descarga = 2C
Pico Instantáneo de Corriente de Descarga = 5C
Tiempo de Descarga en Pico Instantáneo = 10 segundos
Voltaje de Corte en Descarga = 2.5V
Temperatura de Descarga = -20℃～65℃
Temperatura de Almacenamiento = -20℃～40℃
