Lítium-železo-fosfátové batérie (LiFePO4) sú momentálne veľmi perspektívne oproti technologicky vzyrelej konkurencií klasických olovených akumulátorov. Nominálne napätie jedného článku je 3,2 V. Batéria 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 skracuje životnosť. Príčinou je dlhodobé nedobíjanie batérie do plného stavu alebo dlhodobé nepoužívanie batérie. Lítium-železo-fosfátové batérie nemusia byť dobíjané doplna, postačuje čiastočné dobíjanie, čo je ich hlavná výhoda oproti oloveným batériám.

Ďalšie významné výhody LiFePO4 batérie:

1. Širší rozsah pracovných teplôt

kapacita a životnosť nie je zďaleka tak závislá na teplotách. Možnosť inštalácie v chladnom priestore. Prevádzkové teploty batérie sú v režime vybíjania: -20 ° C do + 50 ° C, v režime nabíjania: + 5 ° C do + 50 ° C. Maximálny nabíjací prúd pri teplote batérie <0 ° C: 0,05C, napr. Max 10A pre 200Ah batériu)

2. Vysoká cyklická životnosť.

Tá je daná okrem iného aj mierou vybíjania. Cyklom sa rozumie každé vybitie a následné nabitie batérie. Každé vybitie batériu poškodzuje. Čím je vybitie hlbšie, tým menej týchto cyklov batéria vydrží. Bežné olovené batérie sa odporúča vybíjať maximálne do 50% ich celkovej kapacity, hlbšie vybitie výrazne skracuje živosť batérie a hrozí jej trvalé poškodenie. LiFePO4 batérie sú mimoriadne odolné proti tomuto vplyvu a bežne sa môžu 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, LiFePO4 batérie zvládne neuveriteľných 5000 cyklov!

3. Nízky vnútorný odpor.

Pri odbere energie nekladie batéria veľký odbor. To umožňuje odoberať z batérie relatívne veľké množstvo energie, bez toho by 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 príklad sú lode). Ušetrite až 70% hmotnosti a priestoru pri 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. Pri olovených batériách je priemerná účinnosť 80%. LiFePO4 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%). LiFePO4 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 nab9jacieho napätia s vysokým rizikom prebíjania a z toho plynúceho poškodzovania. LiFePO4 batérie tento nedostatok nemajú a zvládajú 14 až 16 V (s maximálne 4,2 V na článok). Taktiež citlivosť na prebíjanie je nízka.

7. Bluetooth

Vďaka vstavanej technoligií Bluetooth možno monitorovať napätie teplotu a stavy alarmov. Veľmi užitočná funkcia pre lokalizáciu potenciálneho problému, ako je napr. Nerovnováha článkov.

Oproti oloveným batériám vyžadujú LiFePO4 batérie kvalitné nabíjacie balancéry. Ak sa dosiahne napätie nižšie ako 2,5 V alebo je nabíjacie napätie vyššia ako 4,2 V na článok, hrozí poškodenie batérie. V žiadnej batérií nemajú jednotlivé články úplne rovnaké napätie (rovnaká miera nabitia), ale naopak sa viacmennej 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. Pri LiFePO4 batériách 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 LiFePO4 batérie za pomoci balancéra sledujúceho individuálne každý článok batérie. Balancér nabíja každý článok len jeho vhodnou charakteristikou nezávislou na ostatných článkoch (Vybalansovávanie článkov). Balancér je tak nenahraditeľné zariadenie chrániace batériový systém pred poškodením!

Balancér je samozrejmou a integrálnou súčasťou LiFePO4 batérie od spoločnosti Victron energy. Súčasne batéria disponuje rozhraním na napojenie na manažmentový systém riadenia batérií (BMS - battery management systém). Až 5 batérií môže byť prepojených paralelne a až 4 batérie sériovo, takže môže byť zostavená 48V batéria až do kapacity 1500Ah. 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