Порівняння різниці між батареями LFP та NMC

Що таке LFP-батареї?

LFP - це літій-залізо-фосфатна батарея. Існує багато типів літій-іонних акумуляторів, LFP - один з них. LFP батареї використовують фосфат заліза в якості катодного матеріалу, а графітовий вугільний електрод з металевою підкладкою в якості анода. У порівнянні LFP vs NMC та інших типів акумуляторів, LFP акумулятори здатні швидше заряджатися і розряджатися, і вони перевершують їх за всіма параметрами продуктивності. Тому це одна з найкращих акумуляторних батарей на ринку.

Що таке батареї NMC?

Нікель-марганцево-кобальт-літієва батарея. Нікель-марганцево-кобальтовий акумулятор скорочено (NMC, Li-NMC, LNMC). NMC - це вдале поєднання літію, нікелю, марганцю і кобальту. Акумулятор NMC є одним з найпопулярніших літій-іонних акумуляторів на ринку. NMC залишаються на катодній стороні батареї, яка діє як катод під час розрядки та зарядки.

У чому різниця між батареями LFP і батареями NMC?

Матеріал

Різниця між LFP і NMC полягає в тому, що LFP є відносно економічно вигідним катодним матеріалом для літій-іонних елементів, які, як відомо, забезпечують відмінну безпеку. LFP має кілька ключових переваг, зокрема довгий термін служби і чудову термічну стабільність. Це робить його одним з найбезпечніших катодних матеріалів, доступних для виробників літієвих батарей.

Основна відмінність між LFP і NMC полягає в тому, що катод NMC батареї складається з нікель-марганцево-кобальтового сплаву. Матеріал NMC622 зараз є одним з найпоширеніших матеріалів з високим вмістом нікелю. Його ємність може перевищувати 180 мАг/г. Потрійний матеріал робить щільність енергії батареї NMC дуже високою.

Напруга

Різниця між напругою LFP та NMC полягає в наступному:

Як правило, номінальна напруга батареї LFP становить 3,2 В. А 3,65 В на елемент - це достатня напруга для зарядки. Відповідна напруга змінюється в 3 різних умовах. Напруга холостого ходу, стан зарядки і стан розрядки. З іншого боку, батареї NMC мають номінальну напругу 3,7В, 3,6В або 3,65В. Вона заряджається при напрузі 4,2В. Тому напруга батареї NMC вища, ніж у батареї LFP.

Щільність енергії

Порівнюючи щільність енергії LFP та NMC, ми бачимо, що LFP має середньо-високу щільність енергії порівняно з іншими типами акумуляторів. Щільність енергії LFP акумуляторів становить 100-150 Вт/кг, а діапазон щільності енергії NMC акумуляторів варіюється в межах 150-300 Вт/кг. Вимірювання Вт/кг означає ват-година на кілограм. Таким чином, щільність енергії NMC-батареї значно вища, ніж у LFP-батареї. При однакових розмірах NMC-батарея може забезпечити більше енергії.

Вартість

Вартість різних акумуляторів залежить від матеріалу, з якого вони виготовлені, і від виробника. Акумулятори NMC потребують великої кількості нікелю, марганцю та кобальту в якості катодних матеріалів, а вибрані матеріали є дорогими. Однак з удосконаленням матеріалів і технологій виробництва вартість NMC-батарей значно знизилася.

Життя

Як бачимо, напруга і щільність енергії NMC кращі, ніж у LFP. Тепер порівняємо термін служби lfp та nmc акумуляторів, термін служби NMC становить 2000 циклів, тоді як термін служби LFP акумуляторів може досягати 4000 циклів. Термін служби батареї NMC може становити до 5 років і більше, тоді як термін служби батареї LFP - до 10 років при нормальному використанні.

Температурні характеристики

Коли ми порівнюємо температурні характеристики LFP та NMC акумуляторів, ми бачимо велику різницю між ними. Акумулятор NMC стійкий до низьких температур, тоді як акумулятор LFP стійкий до високих температур.

Через низьку електронну провідність та іонну провідність літій-залізо-фосфатного матеріалу низькотемпературні характеристики батареї LFP є поганими. У порівнянні з нормальною температурою, швидкість збереження ємності при розряді батареї LFP при -20 ℃ становить лише близько 60%, в той час як батарея NMC тієї ж системи може досягати більше 70%.

Плюси та мінуси акумуляторів LFP та NMC

Спочатку давайте поговоримо про переваги LFP порівняно з NMC акумуляторами. Акумулятори LFP доступні за ціною і мають тривалий життєвий цикл, нетоксичні, не містять кобальту і нікелю, мають низький внутрішній опір, дуже постійну напругу розряду і тривалий термін зберігання. Акумулятори NMC також заслуговують на похвалу, оскільки вони мають високу напругу, високу щільність енергії та високу щільність при натисканні (щільність при натисканні визначається як маса зразка, поділена на його об'єм).

Недоліки LFP у порівнянні з NMC акумуляторами: Акумулятори LFP мають низьку напругу і меншу щільність енергії. Акумулятори NMC мають коротший термін служби, ніж батареї LFP.

Для чого можна використовувати батареї LFP та батареї NMC?

LFP-батареї мають стійкість до високих температур, тому вони найкраще підходять для побутових приладів, ліхтарів, аварійних ліхтарів, суднових електричних систем, портативного обладнання з електроприводом і радіопристроїв. Крім того, NMC-батареї можуть використовуватися в електромобілях, медичному обладнанні, промисловому обладнанні тощо.

Акумулятори NMC найкраще підходять для мобільної електроніки, наприклад, мобільних телефонів/смартфонів і ноутбуків, а також підходять як силові акумулятори, наприклад, акумулятори для мотоциклів і електровелосипедів.

LFP в порівнянні з NMC - Чи є NMC краще, ніж LFP?

Є багато причин, чому NMC-батареї є найкращими. Напруга розряду NMC-батареї набагато вища, і вона починає розряджатися раніше, ніж LFP-батарея при низькій температурі. Ось чому їх добре використовувати в мобільній електроніці. Таким чином, NMC є ідеальним вибором для застосування при низьких температурах. Ефективність заряджання NMC є дуже високою та ефективною, вона має високу щільність енергії, може забезпечити більшу потужність.

Чи безпечніше LFP, ніж NMC?

З точки зору безпеки, так, ЛФП краще, ніж НМЦ. LFP містить літій-залізо-фосфат, який є безпечнішим, ніж комбінація нікелю, марганцю та кобальту. Крім того, LFP-батареї дуже ефективно справляються з підвищеним енергоспоживанням, що робить їх більш безпечними. Батареї LFP менш схильні до займання, ніж батареї NMC. Акумулятори NMC оснащені системою BMS, тому безпека акумуляторів NMC також гарантована.

Яка літієва батарея найкраща? На що звернути увагу при виборі?

Ми бачимо це у вищенаведеному обговоренні цих двох літієвих батарей. Очевидно, що продуктивність акумуляторів NMC набагато вища. Вони мають високу щільність енергії, що є першочерговим завданням кожного покупця. На противагу цьому, життєвий цикл LFP набагато кращий, ніж у NMC. Акумулятори LFP вимагають більше місця, ніж NMC.

Якщо у вас обмежений простір, то варто розглянути NMC-батареї. Акумулятори NMC мають менший об'єм, вищу щільність ємності, стійкість до низьких температур і є основним типом акумуляторів для електромотоциклів та електровелосипедів.

Висновок

Обидві літієві батареї можна використовувати для багатьох цілей. Це залежить лише від того, які потреби у них є. Підводячи підсумок, порівнюючи LFP і NMC акумулятори, можна сказати, що NMC акумулятори - це здебільшого кращий вибір. Однак, яка батарея краща, залежить від сценарію використання батареї.