Lipo Vs Lifepo4: la scelta della batteria giusta per le vostre esigenze

Lo sapete? Le batterie agli ioni di litio possono essere suddivise in molti tipi, tra cui LiFePO4 e LiPo. Tuttavia, ognuna di esse ha caratteristiche diverse ed è adatta a campi diversi. Comprendere le differenze tra loro può aiutare a scegliere una fonte di energia più appropriata.

Che cos'è la batteria LiPo? 

Il nome completo delle batterie LiPo è batterie ai polimeri di ioni di litio (LPB). Si sono evolute da batterie agli ioni di litio e sono note anche come batterie agli ioni di litio polimeriche. Il motivo per cui sono chiamate batterie ai polimeri di litio è che l'elettrolita che utilizzano non è liquido ma solido o polimero simile al gel.

Che cos'è la batteria Lifepo4?

Le batterie agli ioni di litio che utilizzano il litio-ferro-fosfato come materiale catodico sono note come batterie al litio ferro fosfato, chiamate anche batterie LiFePO4 o LFP. Possiedono una buona stabilità termica e prestazioni di sicurezza, ma hanno una densità energetica relativamente inferiore.

Batteria LiFePO4 da 12,8V 120Ah

Poiché entrambe appartengono alla categoria delle batterie agli ioni di litio, quali sono le somiglianze e le differenze tra loro?

Differenza tra Lipo e Lifepo4

Chimica

Il materiale catodico delle batterie ai polimeri di litio può essere scelto tra una varietà di ossidi in base ai requisiti di prestazione, tra cui l'ossido di cobalto di litio, l'ossido di manganese di litio, il fosfato di ferro di litio e l'ossido di manganese di nichel cobalto di litio. L'elettrolita è disponibile in due forme: allo stato solido e in gel. L'elettrolita non liquido offre una grande flessibilità nella progettazione delle batterie.

Il materiale catodico delle batterie al litio-ferro-fosfato è il litio-ferro-fosfato, che conferisce loro un'eccellente stabilità termica e sicurezza, oltre a una maggiore durata dei cicli. Inoltre, il materiale anodico è la grafite e l'elettrolita è un solvente organico liquido contenente sali di litio.

Densità di energia

Le batterie ai polimeri di litio hanno un'elevata densità energetica. La loro densità di energia specifica può raggiungere i 150-200 Wh/kg e la densità di energia volumetrica può raggiungere i 200-270 Wh/L, o anche di più. Pertanto, sono relativamente leggere e consentono di creare progetti ultrasottili in base ai requisiti spaziali dell'applicazione, rendendole popolari nelle soluzioni leggere.

Le batterie LiFePO4 hanno una densità energetica relativamente bassa tra le batterie agli ioni di litio, con una densità energetica specifica tipicamente compresa tra 90-120 Wh/kg e una densità energetica volumetrica inferiore a 200 Wh/L. Tuttavia, grazie ai continui progressi tecnologici, l'energia specifica delle celle LiFePO4 di CATL può raggiungere i 160 Wh/kg. Le celle LiFePO4 di BYD hanno raggiunto un'energia specifica di 150 Wh/kg. Le batterie al litio di Delong utilizzano celle LiFePO4 di grado A di BYD.

Delong utilizza cellule Lifepo4 di grado A

Potenza in uscita

Le batterie ai polimeri di litio hanno una resistenza interna più bassa, che consente loro di erogare energia a correnti più elevate. Sono adatte all'uso in situazioni che richiedono grandi scariche di corrente, come i modelli telecomandati e i droni.

Le batterie Lifepo4, invece, sono più orientate verso una produzione di energia stabile e a lungo termine. Sono comunemente utilizzate nelle biciclette elettriche, nei sistemi di accumulo di energia su larga scala e in altre applicazioni che richiedono tempi di scarica prolungati.

Durata della vita

Le batterie ai polimeri di litio hanno una durata relativamente breve, in genere tra i 300 e gli 800 cicli, il che comporta una maggiore frequenza di sostituzione nell'uso pratico.

Rispetto alle altre batterie agli ioni di litio, le batterie LFP hanno una maggiore durata del cicloin genere oltre 3.000 cicli. I fornitori di alta qualità possono fornire batterie LFP in grado di resistere a oltre 6000 cicli di carica e scarica. Ad esempio, le batterie Delong Batterie al litio da 12 V può durare più di 10 anni.

Caratteristiche di sicurezza

Le batterie ai polimeri di litio hanno un involucro flessibile e l'elettrolita è solido o gel, il che le rende più suscettibili ai danni fisici. È più probabile che vadano in cortocircuito o si gonfino in caso di sovraccarico o surriscaldamento.

Le batterie LFP hanno un involucro più robusto che può resistere a determinati danni esterni. Inoltre, la struttura chimica delle LFP è molto stabile; è meno probabile che subisca un runaway termico in caso di sovraccarico o surriscaldamento, offrendo prestazioni di sicurezza superiori rispetto ad altri prodotti chimici agli ioni di litio.

Costo LiPo vs Lifepo4

Le batterie LiPo utilizzano un metallo costoso, il cobalto, che aumenta il costo delle materie prime. Tuttavia, le batterie LiPo beneficiano di processi produttivi maturi e di un mercato di dimensioni considerevoli, che conferisce loro un certo livello di competitività nei prezzi all'interno di alcuni settori.

Le batterie LFP, invece, contengono ferro e litio, che sono meno costosi, e hanno una catena di fornitura stabile con un processo di produzione relativamente semplice. Tuttavia, le prime tecniche di produzione e le scale di produzione limitate hanno comportato costi iniziali più elevati. Con la rapida crescita dei mercati dei veicoli elettrici e dell'accumulo di energia, il costo delle batterie LFP è gradualmente diminuito.

Sebbene ciascuna di esse presenti dei vantaggi a diversi livelli, a lungo termine la crescente domanda di fonti energetiche sostenibili e i cambiamenti nella catena di approvvigionamento delle materie prime ridurranno probabilmente ulteriormente il costo delle batterie LiFePO4.

Tolleranza alla temperatura

Le batterie LFP hanno proprietà chimiche stabili e una buona resistenza al calore. Possono operare in un ampio intervallo di temperature, mantenendo buone prestazioni da -20°C a 60°C. Alcune batterie progettate con una funzione di autoriscaldamento possono funzionare a temperature ancora più basse.

Le batterie LiPo sono meno resistenti al calore, ma hanno una certa tolleranza al freddo. Le loro prestazioni diminuiscono e la loro durata si riduce quando operano a temperature estreme, il che aumenta anche i rischi per la sicurezza.

Lipo VS. Tensione Lifepo4

Le batterie ai polimeri di litio presentano una tensione elevata durante la scarica iniziale, ma la tensione diminuisce gradualmente man mano che la batteria si esaurisce.

- Tensione nominale: 3,7 V

- Tensione massima di carica: 4,2 V

- Tensione minima di scarica: 2,7-3,0V

Le batterie Lifepo4 sono in grado di mantenere una tensione di uscita relativamente stabile durante il processo di scarica, con una conseguente curva di scarica più piatta.

- Tensione nominale di una singola cella: 3,2V

- Tensione minima di scarica: 2,0-2,8V

- Tensione massima di carica: 3,60-3,65V

Lifepo4 VS. Ricarica Lipo

Entrambi i tipi di batterie richiedono caricabatterie dedicati e utilizzano un metodo di ricarica che inizia con una corrente costante seguita da una tensione costante.

Tuttavia, le batterie LFP supportano una velocità di ricarica di 1C o superiore, consentendo tempi di ricarica più brevi.

Le batterie LiPo, invece, richiedono una gestione della carica più precisa, in genere con una velocità di carica compresa tra 0,5C e 1C, che comporta tempi più lunghi per la ricarica completa.

Metodi di carica della batteria LiFePO4 da 12,8V 280Ah

Requisiti di manutenzione

Entrambi i tipi di batterie devono essere caricati con un caricabatterie dedicato per una carica bilanciata ed è necessario controllare regolarmente che la tensione delle singole celle sia costante. Evitare di sovraccaricare e scaricare le batterie in profondità per non comprometterne la durata, soprattutto nel caso delle batterie LiPo.

Inoltre, quando devono essere conservati per un lungo periodoAssicurarsi che siano tenute al riparo dalla luce diretta del sole e in un ambiente con una temperatura adeguata. Prima di ciò, potrebbe essere necessario caricare le batterie LiPo a una tensione compresa tra 3,7V e 3,85V.

In generale, le batterie LiFePO4 hanno requisiti di manutenzione più semplici e più indulgenti rispetto alle batterie LiPo, in quanto presentano maggiore stabilità e sicurezza.

Impatto ambientale

L'estrazione del cobalto, un metallo raro utilizzato nelle batterie ai polimeri di litio, può portare al degrado ambientale. Anche i gas serra e le altre sostanze prodotte durante il processo di produzione possono avere un impatto negativo su acqua, suolo e aria. Inoltre, i materiali pericolosi delle batterie dismesse devono essere gestiti correttamente durante il processo di riciclaggio per evitare danni all'ambiente.

Le batterie LiFePO4 sono realizzate con materiali più abbondanti e facili da ottenere, il che significa che i loro processi di estrazione e produzione hanno un impatto minore sull'ambiente. Hanno cicli di sostituzione più lunghi e una maggiore stabilità, con conseguenti minori danni durante il processo di riciclaggio.

Lifepo4 rispettoso dell'ambiente

Applicazioni

Le batterie ai polimeri di litio, grazie alla loro elevata densità di energia, sono leggere e molto diffuse nei dispositivi elettronici portatili in cui lo spazio è limitato, come ad esempio Illuminazione a LED, telefoni cellulari, computer portatili, droni, modelli da corsa, applicazioni indossabili e altro ancora.

Le batterie Lifepo4 hanno una lunga durata, elevate prestazioni di sicurezza e una buona stabilità, che le rendono adatte ai sistemi che richiedono un'alimentazione a lungo termine. Tra questi, i veicoli elettrici, i sistemi di accumulo di energia solare, le apparecchiature industriali portatili, i gruppi di continuità (UPS) e i veicoli da diporto.

Accumulo solare a batteria

Cosa è meglio? Lifepo4 VS. LiPo

Prima di affrontare l'argomento, riassumiamo i rispettivi vantaggi e svantaggi.

Pro della batteria Lifepo4

- Elevate prestazioni di sicurezza: Le proprietà chimiche del fosfato di ferro e litio sono molto stabili e non sono soggette a incendi o esplosioni anche in caso di sovraccarico o surriscaldamento.

- Lunga durata di vita: Ha più di 2000 cicli di carica-scarica. Ad esempio, Batterie lifepo4 di Delong può durare 12 anni.

- Basso tasso di autoscarica: Ha un tasso di autoscarica mensile molto basso, quindi può mantenere un alto livello di carica anche quando non viene utilizzato per lunghi periodi.

- Rispettoso dell'ambiente: L'impatto ambientale delle batterie lifepo4 è minimo e le rende una fonte di energia verde ed ecologica.

Contro della batteria Lifepo4

- Densità energetica inferiore: Rispetto ad altri tipi di batterie agli ioni di litio, la batteria LFP ha una densità energetica relativamente inferiore.

- Costo iniziale più elevato: Sebbene il rendimento a lungo termine sia più elevato, il costo dell'investimento iniziale non è ancora diminuito del tutto.

- Prestazioni limitate a bassa temperatura: Le prestazioni della batteria diminuiscono notevolmente in condizioni di bassa temperatura, rendendola inadatta alle regioni estremamente fredde.

Pro della batteria Lipo

- Alta densità di energia: La sua densità energetica è superiore a quella delle batterie lfp, con conseguente riduzione delle dimensioni e del peso.

- Flessibilità nella forma: Può essere progettato in varie forme e dimensioni per soddisfare i requisiti di spazio dell'applicazione.

- Leggero: Le batterie LiPo sono relativamente leggere e sono quindi ideali per l'uso in dispositivi portatili.

- Alta velocità di scarica: Le batterie LiPo sono in grado di erogare una corrente pari a diverse volte la loro capacità e sono quindi adatte ad applicazioni che richiedono un'elevata erogazione di corrente.

Contro della batteria Lipo

- Sicurezza: Le batterie LiPo sono soggette a rigonfiamento quando vengono sovraccaricate, scaricate profondamente o danneggiate fisicamente.

- Durata di vita breve: Le batterie LiPo hanno una durata inferiore, con poche centinaia di cicli di ricarica.

- Requisiti di manutenzione: Le batterie LiPo richiedono una carica bilanciata e controlli regolari della tensione.

- Impatto ambientale: Le batterie LiPo contengono il metallo pesante cobalto, che ha un impatto negativo sull'ambiente.

È chiaro che ciascuno di essi può brillare in diversi scenari applicativi, sfruttando i propri punti di forza. Pertanto, dobbiamo chiarire le nostre esigenze (prestazioni, budget, durata) e giudicare chi è più adatto in base a scenari specifici, piuttosto che dichiarare semplicemente chi è migliore. Naturalmente, credo che abbiate già in mente la vostra scelta sulla base del confronto di cui sopra.

FAQ

Lipo e Lifepo4 sono la stessa cosa?

Non sono uguali. Le loro composizioni chimiche, le caratteristiche di prestazione e i campi di applicazione sono tutti diversi e rappresentano due tipi distinti di tecnologie di batterie agli ioni di litio.

Lifepo4 è una batteria Lipo?

No, le batterie lifepo4 non sono batterie ai polimeri di litio. Utilizzano materiali catodici diversi, ma entrambe rientrano nella categoria delle batterie agli ioni di litio.

È possibile caricare il Lifepo4 con un caricabatterie Lipo?

Non è possibile utilizzare un caricabatterie LiPo per caricare batterie LiFePO4 perché questi due tipi di batterie hanno requisiti di carica e soglie di tensione diversi. È consigliabile farlo solo se il caricabatterie dichiara esplicitamente di supportare le batterie LiFePO4 e di disporre dell'algoritmo di carica corrispondente. In caso contrario, l'uso di un caricabatterie inadeguato per caricare le batterie LiFePO4 potrebbe danneggiarne la durata e persino comportare rischi per la sicurezza.

La carica delle Lifepo4 è migliore di quella delle Lipo?

Le caratteristiche e le prestazioni di carica sono diverse, per cui non è facile stabilire quale sia il metodo di carica migliore. Ad esempio, le batterie LiFePO4 hanno una maggiore stabilità chimica, generano meno calore durante la carica e hanno una migliore tolleranza al sovraccarico. Tuttavia, le batterie LiPo supportano la ricarica rapida, il che è vantaggioso per le applicazioni che devono tornare rapidamente allo stato di funzionamento.

Conclusione

Abbiamo confrontato le batterie LiFePO4 e LiPo sotto molteplici aspetti, sperando che sia utile per il vostro apprendimento, lavoro e vita quotidiana. Riteniamo che anche voi abbiate il vostro giudizio e le vostre risposte e vi invitiamo a condividere i vostri pensieri su LiFePO4 e LiPo. 

Se cercate batterie lifepo4 o ai polimeri di litio, sentitevi liberi di contattare Delong. Siamo un produttore di batterie con 14 anni di esperienza nella produzione.