Літій-залізо-фосфатний акумулятор

• Питома густина енергії: 190—250 Вт·год/кг (320—498 Дж/г)
• Об'ємна густина енергії: 220—350 Вт·год/дм³ (790 до Дж/дм³)
• Об'ємна густина конструкції: 2 кг/дм ³
• Число циклів заряд-розряд до втрати 20 % ємності: 2000-7000[1]
• Термін зберігання: до 15 років[1]
• Саморозряд за кімнатної температури: 3-5 % на місяць
• Напруга
  • максимальна в елементі: 3,65 В (повністю заряджений)
  • середньої точки: 3.3 В
  • мінімальна: 2 В (повністю розряджений)
  • робоча: 3.0-3.3 В
  • мінімальна робоча напруга (розряду): 2.5 В
• Питома потужність: > 6,6 Вт/г (за розряджання струмом 60С)
• Діапазон робочих температур: від -30 °C до +55 °C

Вперше LiFePO₄, як катод для літій-іонного акумулятора, відкрив 1996 року професор Джон Гуденаф з Техаського університету. Примітний цей матеріал був тим, що, порівняно з традиційним LiCoO₂, має значно меншу вартість, є менш токсичним і більш термостійким. Головним недоліком було те, що він володів меншою ємністю.

До 2003 року ця технологія практично не розвивалася, поки за неї не взялася компанія A123 Systems.

Історія A123 Systems починалася в лабораторії професора Цзяна Є-Міна з Массачусетського технологічного інституту (MIT) в кінці 2000 року. На той момент Цзян працював над створенням акумулятора, заснованого на самовідтворенні структури колоїдного розчину за певних умов. Однак на даному напрямку робіт виникли серйозні труднощі і коли в 2003 році дослідження зайшли в глухий кут, команда Цзяна зайнялася дослідженням літій-залізо-фосфатних акумуляторів.

Інвесторами в створену компанію стали такі світові корпорації, як Motorola, Qualcomm і Sequoia Capital.

LiFePO₄ акумулятори походять від літій-іонних, проте мають ряд суттєвих відмінностей:

• LiFePO₄ забезпечує триваліший термін служби, ніж інші літій-іонні елементи;
• На відміну від інших літій-іонних, LiFePO₄-акумулятори, як і нікелеві, мають дуже стабільну напругу розряду. Напруга на виході залишається близькою до 3,2 В під час розряду, поки заряд акумулятора не буде вичерпано повністю. І це може значно спростити або навіть усунути необхідність регулювання напруги в електричних колах.
• У зв'язку з постійною напругою 3.2 В на виході, чотири акумулятора можуть бути з'єднані послідовно для отримання номінальної напруги на виході в 12.8 В, що наближається до номінальної напруги свинцево-кислотних акумуляторів з шістьма елементами. Це, поряд з хорошими характеристиками безпеки LFP-акумуляторів, робить їх доброю заміною для свинцево-кислотних акумуляторних батарей в багатьох галузях, таких як автомобілебудування і сонячна енергетика. З цієї ж причини, можливе використання 3,2 В LiFePO₄ акумуляторів стандартного типорозміру 14500/10440 замість пари гальванічних елементів або акумуляторів типорозмірів АА/ААА 1,5 В, для чого використовується 1 LiFePO₄-акумулятор, а замість другого елемента застосовується аналогічних розмірів вставка-провідник.
• Використання фосфатів дозволяє уникнути витрат кобальту і екологічних проблем, зокрема, через попадання кобальту в навколишнє середовище за неправильної утилізації.
• LiFePO₄ має більш високий піковий струм (а отже, враховуючи стабільність напруги, — пікову потужність), ніж у LiCoO_2.
• Питома густина енергії (енергія/об'єм) нового акумулятора LFP приблизно на 14 % нижча, ніж у нових літій-іонних акумуляторів.
• LiFePO₄-акумулятори мають меншу швидкість розряду, ніж свинцево-кислотні або літій-іонні. Оскільки швидкість розряду визначається у відсотках від ємності акумулятора, то більшої швидкості розряду можна досягти в акумуляторах більшої ємності (більше ампер-годин). Однак можуть бути використані LiFePO₄ елементи з високим струмом розряду (мають більшу швидкість розряду, ніж свинцево-кислотні батареї, або LiCoO₂ тієї ж потужності).
• Через повільніше зниження густини енергії, через деякий час експлуатації, LiFePO₄ елементи вже мають більшу густину енергії, ніж LiCoO ₂ і літій-іонні.
• LiFePO₄ елементи повільніше втрачають ємність, ніж літій-іонні (LiCoO₂ [літій-кобальт оксидні], LiMn₂O₄ [літій-марганцева шпінель])
• Однією з важливих переваг у порівнянні з іншими видами літій-іонних акумуляторів, є термічна і хімічна стабільність, що істотно підвищує безпеку батареї.
• Схильні до ефекту Пойкерта, як і інші хімічні джерела струму. Однак, вплив ефекту Пойкерта на LiFePO₄ акумулятори є мінімальним, завдяки чому, ємність за розряджання протягом певного проміжку часу (позначається: C1, C5, C10, C20 тощо) майже не змінюється.
• Морозостійкість. Наприклад, для акумулятора ANR26650M1-B[2] виробника A123 Systems заявлено температурний діапазон -30 °C…55 °C для роботи і -40 °C…60 °C для зберігання.

Цей тип акумуляторів активно застосовується як буферний накопичувач енергії в системах автономного електропостачання з використанням вітрогенераторів і сонячних батарей, а також у складській техніці (траспортувальники палет, річтраки, підбирачі замовлень, комплектувальники, штабелери, вилкові електронавантажувачі, буксирувальні тягачі), підлогомийних машинах, водяному транспорті, гольфкарах, електровелосипедах, електроскутерах і електромобілях.

• Літій-титанатний акумулятор