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Batterie al litio-ferro-fosfato (LFP) – Pro e contro

2022-07-11

Introduzione:

LFP (Lithio Ferrofosfato o Litio Ferro Fosfato) sta attualmente diventando una delle batterie per l'accumulo di energia più diffuse. Sono molte volte più leggere delle batterie al piombo-acido e durano molto più a lungo, con una vita utile prevista superiore a 3000 cicli (oltre 8 anni). Il costo iniziale si è abbassato al punto che la maggior parte dei sistemi di batterie LFP raggiunge la parità di costo con le batterie al piombo-acido dopo soli 4 anni. In alcuni casi, il costo totale di consegna delle batterie LFP è stato inferiore a quello delle AGM a causa degli elevati costi di spedizione basati sul peso. Tuttavia, devono essere spedite come merci pericolose di classe 9, il che può far aumentare i prezzi di spedizione in alcune circostanze.

Pro:

Vita utile prolungata:

Queste batterie LFP hanno una durata ciclica prevista compresa tra 3000 e 10.000 cicli. Ciò corrisponde da 8 a 20 anni di cicli profondi quotidiani.
Le batterie al piombo-acido hanno solitamente una durata tipica di circa 1500 cicli (4 anni) nelle installazioni tropicali. La durata massima delle batterie al piombo-acido può arrivare fino a 3500 cicli, ma ciò presuppone che la batteria venga ciclata solo fino a una profondità di scarica (DOD) del 35% e che sia sempre mantenuta a 75ºF.

Maggiore efficienza:

Le batterie LFP hanno un'efficienza del 98%. Ciò significa che quando inserisci 100 ampere-ora in una batteria LFP, ne ottieni indietro circa 98 Ah.
Le batterie al piombo-acido (allagata, GEL, AGM) hanno un'efficienza di circa l'80%. Ciò significa che quando si caricano 100 ampere-ora in batterie al piombo-acido, se ne ottengono indietro circa 80 Ah.

Tempo di assorbimento più breve:

Queste batterie LFP devono raggiungere la tensione di assorbimento solo per alcuni minuti prima di essere completamente cariche.
Le batterie al piombo-acido necessitano da 4 a 12 ore di tempo di assorbimento. Questo può essere difficile da ottenere negli impianti solari elettrici.

Non danneggiato da stato di carica parziale (PSOC):

Le batterie LFP non necessitano di raggiungere regolarmente il 100% dello Stato di Carica (SOC).
Le batterie al piombo-acido devono essere caricate regolarmente fino al 100% di SOC. In caso contrario, si degradano. Ciò può portare ad avviare un generatore durante la stagione delle piogge e, con il tempo di assorbimento di 4 ore, ciò può comportare un elevato consumo di carburante.

Lunghi tempi di spedizione, congedi e assenze prolungate:

In circostanze normali, queste batterie LFP non soffriranno di tempi di spedizione prolungati. Queste batterie possono inoltre essere conservate inutilizzate per un periodo fino a 1 anno senza alcuna manutenzione.
Le batterie al piombo degradano dopo soli 3 mesi di trasporto. Anche i congedi e le assenze prolungate possono danneggiare le batterie al piombo.

Funzionamento a temperatura elevata:

Queste batterie LFP possono essere utilizzate a qualsiasi temperatura compresa tra 0ºC e 49ºC, con una degradazione minima.
La durata ciclica di una batteria al piombo-acido si degrada più rapidamente a temperature più elevate. Per ogni 15ºF oltre i 75ºF, la durata ciclica di una batteria al piombo-acido si riduce della metà.

Leggero:

Con un peso di soli 30 libbre ciascuna, una tipica batteria LFP (5) peserà 150 libbre.
Una tipica batteria al piombo può pesare 180 libbre ciascuna, e un banco di batterie può pesare oltre 650 libbre.
Queste batterie LFP si basano sulla chimica del fosfato di ferro e litio, che è una delle chimiche più sicure per le batterie al litio e non è soggetta a runaway termico.

Contro:

Prezzo:

Una batteria LFP costerà circa il doppio rispetto a una batteria AGM equivalente di alta qualità.
Il ritorno sull'investimento tipico è di 5 anni, quando una banca AGM dovrebbe essere sostituita.
Se avrete bisogno di batterie solo per 4 o 6 anni, le batterie al piombo potrebbero essere una scelta migliore.

Bassa capacità di riserva:

A causa del prezzo e della profondità di ciclo prevista, le batterie LFP avranno una capacità di riserva molto ridotta (circa il 20%) integrata nella batteria stessa. Se abbiamo un obiettivo progettuale di una profondità di scarica (DOD) giornaliera del 65% (scaricando fino al 35% dello stato di carica [SOC] ogni giorno), ciò lascia ben poco margine di potenza disponibile come riserva. Questo potrebbe significare che l'utente potrebbe dover far funzionare più spesso un generatore o ridurre i carichi.
I gruppi batteria al piombo-acido sono progettati tenendo conto della capacità di riserva (circa il 45%). Un tipico gruppo batteria al piombo-acido per un sistema solare fotovoltaico sarà progettato per essere scaricato fino a un DOD del 35% (o a una SOC piena del 65%) su base giornaliera. Ciò lascia il 65% delle batterie come margine di sicurezza. Occasionalmente, le batterie al piombo-acido possono essere scaricate fino all'80% di DOD (20% di SOC).

Soggetto a danni in caso di sovraccarico o scarica eccessiva:

Alta tensione (15 volt o superiore) può danneggiare una batteria LFP.
Anche la scarica eccessiva di una batteria LFP fino al punto in cui si spegne può essere potenzialmente dannosa.
È molto importante che una batteria LFP non venga mai sovraccaricata (utilizzare attrezzature di alta qualità) e altrettanto importante non lasciare mai le batterie scaricarsi completamente (monitorare la tensione e ricaricarle tramite generatore quando la carica è bassa). Non consigliamo di lasciare le batterie BattleBorn collegate a carichi senza supervisione per più di 2 settimane.

Potrebbe essere più suscettibile ai danni causati dai fulmini:

Le batterie LFP dispongono di elettronica sensibile all'interno di ciascuna batteria. Questa potrebbe essere danneggiata da picchi e sovratensioni causati da fulmini nelle vicinanze. La protezione contro le sovratensioni è integrata nella scatola combinatore delle batterie per contribuire a ridurre tale rischio.
Le batterie al piombo-acido hanno molte meno probabilità di essere danneggiate da un fulmine nelle vicinanze, a meno che l'apparecchiatura di ricarica non sia danneggiata e le batterie non ricevano una carica adeguata.

Spedizione:

Il formato piccolo e leggero di queste batterie può renderle più facili da trasportare. Tuttavia, si tratta di una tecnologia a batterie al litio completamente regolamentata come merci pericolose ai sensi del regolamento UN3480. Tutti i vettori devono essere certificati secondo la normativa UN3480 prima di poter effettuare legalmente il trasporto di queste batterie. In alcune circostanze, ciò può comportare costi elevati e persino il rifiuto di effettuare il trasporto.

Fonte: https://offgridtech.org/tech-updates-online/2021/lithium-iron-phosphate-batteries-pros-and-cons/?fbclid=IwAR3AyX8iW6QEI8lr7qCixUh_CL1uLYy_lRcAkCIqL_8zkeYCCgmIamFOwsk

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