Перед покупкою акумулятора для «безперебійника» ви можете відсортувати необхідні моделі за технологією виготовлення у нашому загальному каталозі. Аналогічно підбір за параметрами даст змогу зосередитися на рішеннях з LiFePO4 або Li-Ion батареєю під час пошуку оптимальної зарядної станції. А якщо ви тільки плануєте придбати ДБЖ, то рекомендуємо також ознайомитися з матеріалом «Як вибрати ДБЖ». Також радимо почитати статтю «Як вибрати акумулятор для ДБЖ».

Li-Ion vs LiFePO4: склад та сфера застосування

Насамперед варто відзначити, що літій-іонні акумулятори – це збірний термін для батарей з літієм та графітом у складі. При цьому катоди тут можуть бути різними, і це багато в чому і визначає підсумкові робочі характеристики АКБ.

Так, у типових літій-іонних акумуляторах катод виконується з кобальту, марганцю або їх комбінацій. Припустимо, в зарядних станціях зустрічаються ще складніші «рецептури» позитивно заряджених частинок, що містять відразу нікель, кадмій і марганець. Останній різновид називається Li-Ion NMC. Подібні батареї дають змогу наростити сумарну потужність при стабільній напрузі, тому, наприклад, повсюдно застосовуються у компанії EcoFlow разом з моделями LiFePO4.

До характерних рис більшості літій-іонних АКБ належить висока щільність енергії. Це означає, що вони можуть поєднувати компактні розміри та малу вагу з досить великою ємністю батареї. Сьогодні Li-Ion акумулятори звичні нам, адже використовуються у смартфонах, ноутбуках та різних інших гаджетах. Також вони досить широко представлені серед АКБ для ДБЖ.

Ось такі «нутрощі» мають ємні літій-іонні акумулятори.

Якщо говорити строго, то літій-залізо-фосфатна батарея LiFePO4 – це також різновид Li-Ion. При цьому дана технологія — одна з найсучасніших і поки що найпрогресивніша. Катод тут складається з літій-ферофосфату. Він важчий, ніж у інших літієвих АКБ, але має чимало інших переваг, у тому числі в аспекті довговічності, надійності та загальної безпеки.

Широкого поширення LiFePO4 набули завдяки застосуванню в сонячних батареях та електромобілях. Але зараз активно проникають і до багатьох інших сфер.

Батері LiFePO4 нерідко виконані в іншому форм-факторі.

Ще нещодавно класичні літій-іонні та прогресивні залізо-фосфатні батареї практично не конкурували. Перші панують серед мобільних гаджетів у комп'ютерній техніці, другі — в автосфері. Але в зарядних станціях і в АКБ для ДБЖ вони перетинаються і можуть бути альтернативою один одному. Що ж вибрати LiFePO4 чи Li-Ion?

Зарядні станції з Li-Ion батареєю

Порівняння LiFePO4 та Li-Ion за різними параметрами

Щоб зрозуміти, який акумулятор краще, потрібно порівняти найважливіші експлуатаційні характеристики та ціни, а вже потім приймати рішення для себе. Насамперед варто відзначити загальні риси, властиві всім літієвим АКБ сьогодні, а саме:

  • відсутність ефекту пам'яті;
  • готовність до глибокого розряду (до 90% і вище);
  • низьку швидкість саморозряду при простої;
  • досить швидкий зарядний процес на тлі традиційних автомобільних батарей, наприклад, з технологією EFB.

Але різниця між LiFePO4 і Li-Ion все ж таки досить відчутна. Розглянемо відмінності за параметрами, які важливі для систем резервного енергозабезпечення:

  • Безпека. При живленні потужних пристроїв АКБ можуть нагріватися, що може впливати на хімічну стабільність батареї. Загалом для літій-іонних моделей не виключений перегрів, займання і навіть вибух, але подібні форс-мажори, як правило, попереджає вбудована електроніка (спеціальні контролери). LiFePO4 краще витримує підвищення температур, не виділяє кисень під час роботи, тому займання практично виключене. Загалом літій-залізо-фосфат можна вважати безпечнішим вибором.
У плані довговічності літій-залізо-фосфатні АКБ відчутно попереду.
  • Робочий ресурс (кількість циклів зарядки-розрядки без падіння продуктивності). Для систем резервного енергозабезпечення довговічність АКБ є дуже важливим параметром. Варто сказати, що літієві технології однозначно краще, ніж, наприклад, гелеві акумулятори. Останні при розряді понад 50% загалом витримують до 500 циклів. Звичайні Li-Ion мають термін служби щонайменше 1000 циклів, а, наприклад, Li-Ion NMC — навіть під 2000. Але за цим критерієм безумовним лідером є LiFePO4, які не просідають за потужністю ще довше — від 3000 до 8000 циклів. Деградація на практиці відбувається десь через 7 – 10 років (а сонячних батареях життєвий цикл навіть більше — понад 20 років). Загалом у залізо-фосфатних АКБ довговічність зазвичай у 2 рази більша, ніж у Li-Ion.
  • Щільність енергії (а також габарити та вага). Простими словами це те, яку ємність батареї можна вмістити в одиниці об'єму або маси. Чим вище щільність (енергоємність), тим компактнішою і легшою може бути АКБ. У LiFePO4 вона становить від 90 до 150 Вт*год/кг. Тобто батарея зарядної станції ємністю 500 Вт*год важитиме не менше 3.5 кг (а швидше ближче до 5 кг). Щільність Li-Ion відчутно вище, аж до 260 Вт*год/кг (як, припустимо, у літій-кобальтових варіацій). Тобто ті ж 500 Вт*год можуть «вміститися» в 2-кілограмовому корпусі. Відповідно, в аспекті компактності та легкості традиційні літій-іонні акумулятори перевершують LiFePO4.
Зарядні станції з LiFePO4 батареями досить важкі.
  • Значення напруги. У літій-іонної АКБ відповідний номінальний показник дорівнює 3.7 B, а у залізо-фосфатної – 3.2 В. З погляду фізики подібна різниця повинна забезпечити певні переваги Li-Ion при живленні потужнішої техніки, а також позитивно впливати на швидкість зарядного процесу. Але насправді особливої різниці на практиці немає, тому що LiFePO4 стабільніше тримає робочу напругу в районі номінальної (плюс може віддавати більший струм), а у літій-іонних аналогів робочі цифри активніше знижуються при розрядці батареї, аж до 2.8 В. Тобто за рахунок своєї стабільності залізо-фосфатні АКБ нівелюють програш у вольтах.
  • Робоча температура. Всі літієві АКБ не люблять холодів, тобто за негативних цифр на термометрі їх експлуатаційні характеристики знижуються (і насамперед просідає загальна продуктивність). Але різниця у рішень з різною технологією все ж таки є. Li-Ion взагалі не можна заряджати при мінусових значеннях, тоді як у LiFePO4 робочих діапазон температур зазвичай ширший. Разом з тим, вирішальне слово найчастіше залишається за виробником конкретного приладу. Так, BLUETTI PowerOak EB55 можна застосовувати на морозах, а конкурента з аналогічною залізо-фосфатною батареєю – EcoFlow RIVER 2 Max – ні (нижня межа 0 °C).
При морозах усі літієві АКБ почуваються не дуже, але є винятки.
  • Екологічність. Без сумніву, система резервного електропостачання на базі ДБЖ або зарядних станцій — це більш «зелений» продукт, ніж бензинові генератори. Але тут є свої нюанси. Так, АКБ потребують правильної утилізації, а, припустимо, кобальт і кадмій, які входять до складу деяких літій-іонних батарей (включаючи Li-Ion NMC), можуть негативно впливати на навколишнє середовище та здоров'я людини. У цьому аспекті LiFePO4-аналоги є більш екологічним вибором.

Окремо варто поговорити про ціни. Літій-залізо-фосфатні акумулятори – це відносно нова технологія, але на тлі літій-іонних аналогів процес виготовлення тут навіть дешевший (наприклад, на виробництві не потрібен спеціальний цех для роботи з токсичним кобальтом). Але через новизну LiFePO4 у таких готових рішеннях, як зарядні станції, виробники поки не поспішають знижувати ціни. В результаті літій-іонні моделі в перерахунку на одиницю ємності (Вт*год) поки коштують дешевше, що можна побачити в добірці. З АКБ для ДБЖ все менш однозначно, адже потрібно робити поправку на вольтаж та ємність. Загалом там відчутних розривів за ціною немає.

Зарядні станції з LiFePO4 батареєю

Для наочності основні відмінні риси літій-іонних та залізо-фосфатних АКБ зведені в таблицю:

Параметри порівняння Li-Ion LiFePO4
Безпека середня максимальна
Робочий ресурс від 1000 циклів від 3000+ циклів
Вага та габарити мінімальні більше, ніж у Li-Ion на 25 – 30%
Зарядка у мороз неприпустима іноді допустима
Екологічність низька (оскільки більшість Li-Ion має кобальт) висока

Коли варто вибрати зарядну станцію або АКБ для ДБЖ на базі LiFePO4?

Вибирати літій-залізо-фосфатні акумулятори для систем автономного енергопостачання варто, якщо вам:

  • потрібно підключати потужні прилади;
  • потрібно буде використовувати зарядну станцію або ДБЖ у складних умовах (і температурних, і в аспекті серйозних пікових навантажень, глибокого розряду), забезпечивши максимальну безпеку (без ризику пожеж та вибухів);
  • важливіше довговічність, а не вартість;
  • підходить стаціонарне встановлення і не потрібно переміщувати ДБЖ або зарядну станцію, є місце для їх розміщення;
  • потрібне відносно екологічне рішення.
У високонавантажених системах літій-залізо-фосфатні АКБ кращі.

Загалом системи резервного електроживлення на базі LiFePO4 виграють на тлі конкурентів у плані універсальності, готовності до серйозних навантажень, загальної витривалості, стабільності та довговічності. Так, найпотужніші зарядні станції базуються саме на АКБ за цією технологією. І це невипадково. Припустимо, якщо ви хочете живити ними всю квартиру або тим більше будинок, розумієте, що це довгострокова інвестиція, то доцільно розглядати саме літій-залізо-фосфатні батареї.

Коли варто взяти зарядну станцію або ДБЖ з Li-Ion АКБ?

Традиційні літій-іонні рішення актуальні, якщо ви:

  • плануєте портативне застосування (братимете зарядну станцію в похід, у поїздки тощо);
  • відчуваєте дефіцит місця;
  • не збираєтеся інтенсивно навантажувати резервну систему енергозабезпечення;
  • потребуєте тимчасового рішення (не хочете переплачувати за довговічність, правда, в цьому разі можна розглядати, навіть AGM-акумулятори);
  • обмежені у бюджеті.
У поході та інших умовах, коли важлива мобільність, літій-іонні батареї мають свої козирі.

Для щадної експлуатації, наприклад, забезпечення живленням лише газового котла, холодильника або офісного ПК, добре підходять Li-Ion акумулятори. Вони кращі для найстисліших умов, адже за інших рівних відчутно компактніше LiFePO4, а також тоді, коли систему треба часто переносити. Плюс фактор ціни забувати не варто, адже якщо ДБЖ або зарядна станція – це рішення суто для екстрених випадків, то терміну служби в умовні 3 – 4 роки має бути цілком достатньо.

Можна припустити, що акумулятори LiFePO4 будуть використовуватися все частіше, а ціни на ті ж зарядні станції з ними скоро знизяться. У результаті їхня перевага перед іншими літієвими технологіями тільки зміцниться. І тоді головними аргументами на користь звичайних Li-Ion моделей буде лише легкість і компактність.