Lítium-železo-fosfátové batérie (LiFePO) sú momentálne veľmi perspektívne a technologicky vyzretou konkurenciou klasických olovených akumulátorov. Nominálne napätie jedného článku je 3,2 V. Batérie s napätím 12,8 V tak pozostáva zo štyroch sériovo radených článkov. Oproti oloveným batériám netrpia tzv sulfáciou (tvorba nerozpustného síranu olovnatého), ktorá znižuje kapacitu a skracujúce životnosť. Príčinou je dlhodobé nedobíjení batérie do plného stavu alebo dlhodobé nepoužívanie batérie. Lítium-železo-fosfátové batérie nemusia byť plne dobíjané, postačuje čiastočné dobíjanie, čo je ich hlavná výhoda oproti batériám oloveným.

Ďalšie významné výhody LiFePO batérie:

1. Širší rozsah pracovných teplôt - kapacita a životnosť nie je zďaleka tak závislá na teplotách. Možnosť inštalácie v zamrzajúcom priestore.

2. Vysoká cyklická životnosť. Tá je daná okrem iného aj mierou vybíjania. Cyklom sa rozumie každé vybitie a následné nabitie batérie. Každú batériu vybíjanie poškodzuje. Čím je vybitie hlbšie, tým menej týchto cyklov batéria vydrží. Bežné olovené batérie sa odporúča vybíjať maximálne na 50% ich celkovej kapacity, hlbšie vybitie výrazne skracuje živosť batérie a hrozí jej trvalé poškodenie. LiFePO batéria je mimoriadne odolná proti tomuto vplyvu a bežne sa môže vybíjať na 20% jej celkovej kapacity (80% vybitia) bez toho, aby to malo výraznejší vplyv na jej životnosť. Kvalitná olovená trakčná batéria vybíjaná na 50% jej kapacity má životnosť cca 1500 cyklov, LiFePO batéria zvládne neuveriteľných 2000 - 5000 cyklov!

3. Nízky vnútorný odpor. Pri odbere energie nekladie batéria veľký odbor. To umožňuje odoberať z batérie relatívne veľké množstvo energie, bez toho aby to batériu poškodilo. Výhodné pri nárazovom odbere väčšieho množstva energie.

4. Vysoká hustota energie. Batérie sú ľahké a na kilogram ich hmotnosti pripadá relatívne veľké množstvo energie. Mimoriadne výhodná vlastnosť v stiesnených priestoroch alebo na miestach s požiadavkou na minimalizáciu zaťaženia (typicky napríklad lode). Ušetrite až 70% hmotnosti a priestoru pre zabezpečenie rovnakého množstva energie!

5. Vysoká účinnosť. Nabíjaním a vybíjaním batérie sa časť energie stráca. Miera týchto strát určuje účinnosť. Snahou pochopiteľne je minimalizovať tieto straty. U olovených batérií je priemerná účinnosť 80%. LiFePO batérie dosahujú účinnosť 92%. Účinnosť je daná tiež aktuálne mierou nabitia batérie. Olovené batérie majú relatívne nízku účinnosť v konečných fázach dobíjania (aj menej ako 50%). LiFePO batérie si naopak udržujú vysokú mieru účinnosti aj v konečných fázach nabíjania. Nestrácajte zbytočne drahocennú energiu!

6. Nenáročnosť v charaktere nabíjacieho napätia. Olovená batéria vyžaduje relatívne malý rozsah nabíjacieho napätia s vysokým rizikom prebíjania a z toho plynúceho poškodzovania. LiFePO batéria tento nedostatok nemá a zvláda 14 až 16 V (s maximálne 4,2 V na článok). Tiež citlivosť na prebíjanie je nízka.

Oproti oloveným batériám vyžaduje LiFePO batéria kvalitný nabíjací balancér. Ak sa dosiahne napätie nižšie ako 2,5 V alebo je nabíjacie napätie vyššie ako 4,2 V na článok, hrozí poškodenie batérie. V žiadnej batérii nemajú jednotlivé články úplne rovnaké napätie (rovnaká miera nabitia), ale naopak sa viacmenej navzájom líšia. Olovené akumulátory majú určitú obmedzenú samoregulačnú schopnosť v rovnomernom nabíjaní všetkých článkov. Ak sú niektoré články batérie už nabité, prechádza nimi prúd a to umožňuje nabitie zvyšných menej nabitých článkov. U LiFePO batérie nabité články neumožňujú dobíjanie nedobitých článkov. Aj keď batéria ako celok má prijateľné napätie, niektoré články môžu trpieť dlhodobým nedobíjaním. V priebehu času sa tieto rozdiely môžu prehlbovať. Z týchto dôvodov je nutné nabíjať LiFePO batérie s pomocou balancéra sledujúceho individuálne každý článok batérie. Balancér nabíja každý článok len pre neho vhodnou charakteristikou nezávislou na ostatných článkoch (Vybalancovávanie článkov). Balancér je tak nepostrádateľné zariadenie, chrániace batériový systém pred poškodením!

Balancér je samozrejmou a integrálnou súčasťou LiFePO batérie od spoločnosti VICTRON energy. Súčasne batérie disponujú rozhraním k napojeniu na manažmentový systém riadenia batérií ( BMS - battery management systém ). To umožňuje radiť až desať batérií paralelne a štyri do série. Celkom tak možno dosiahnuť napätie až 48 V a kapacitu až 900 Ah. S BMS zariadením možno vhodným paralelným a sériovým radením dosiahnuť žiaduce kapacity a napätia. BMS zariadenie má najmä tieto ochranné funkcie:

- Ochrana článkov pred hlbokým vybitím odpojením záťaže

- Ochrana článkov pred prebíjaním redukciou napätia alebo prerušením procesu nabíjania

- Vypne celý systém pri dosiahnutí kritickej teploty

Na prvý pohľad sa zdajú byť LiFePO batérie finančne nákladnejšie v porovnaní s olovenými batériami. Pri bližšom pohľade a pri zohľadnení dlhej životnosti, vysokej spoľahlivosti a vysokej účinnosti je LiFePO batéria tá správna voľba pre moderné a náročné aplikácie.

Batéria je vybavená dvojicou kabeláže pre napojenie na VE.Bus BMS zariadení .

Technická špecifikácia:

Nominálne napätie: 12,8 V

Nominálna kapacita pri 25 ° C: 40 Ah (512 Wh)

Nominálna kapacita pri 0 ° C: 32 Ah

Nominálna kapacita pri -20 ° C: 20 Ah

Životnosť v cykloch pri vybití 80% kapacity: 2000 cyklov

Životnosť v cykloch pri vybití 70% kapacity: 3000 cyklov

Životnosť v cykloch pri vybití 50% kapacity: 5000 cyklov

Maximálny kontinuálny vybíjací prúd: 120 A

Odporúčaný kontinuálne vybíjací prúd: 40 A

Maximálna 10 sekundový pulzný prúd: 400 A

Konečné vybíjacie napätie: 11 V

Pracovnej teploty: -20 ° C do + 50 ° C

Skladovacie teploty: - 45 ° C až 70 ° C

Max. nekondenzujúca vlhkosť: 95%

Stupeň krytia: IP 54

Nabíjacie napätie: 14,4 V

Udržiavacie napätie: 13,6 V

Maximálny nabíjací prúd: 120 A

Doporoučený nabíjací prúd: 20 A a menej

Maximálna dĺžka skladovania pri 25 ° C: 1 rok